DE10122162B4 - Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Stufenwechselgetriebes und Fahrpedalvorrichtung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Stufenwechselgetriebes eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Schaltvorgang von einem Getriebesteuergerät abhängig von Fahrzeugparametern und einer Leistungsanforderung des Fahrers ausgelöst und gesteuert wobei vor der Auslösung einer Zugrückschaltung die Rückstellkraft des Fahrpedals (2) signifikant erhöht wird (9, 9', 9''), dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalkrafterhöhung (9, 9', 9'') bis zur Auslösung der Zugrückschaltung mit einer Vergrößerung des Pedalweges kontinuierlich vergrößert wird und bei Auslösung der Zugrückschaltung einen relativen Maximalwert erreicht.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Stufenwechselgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Schaltvorgang von einem Getriebesteuergerät abhängig von Fahrzeugparametern und einer Leistungsanforderung des Fahrers ausgelöst und gesteuert wird, wobei vor der Auslösung einer Zugrückschaltung die Rückstellkraft des Fahrpedals signifikant erhöht wird.
• Die Erfindung betrifft des weiteren eine Fahrpedalvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens, mit einem gelenkig gelagerten und eine Rückstellfeder und einen Fahrpedalwertgeber aufweisenden Fahrpedal.
• Bei automatisierten Stufenwechselgetrieben, die sowohl Automatikgetriebe (Getriebeautomaten) als auch automatisierte Schaltgetriebe beinhalten, wird ein Schaltvorgang abhängig von aktuellen Fahrzeugparametern, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl und -last, und abhängig von der Leistungsanforderung des Fahrers, die im wesentlichen aus der Fahrpedalstellung abgeleitet wird, eingeleitet und durchgeführt. Abgesehen von einer Kickdownfunktion, durch die bei vollständig durchgedrücktem Fahrpedal mindestens ein Rückschaltvorgang durchgeführt wird, und die zumeist durch die Betätigung eines Fahrpedalschalters ausgelöst wird, ist die Auslösung und die Vermeidung eines Schaltvorgangs für den Fahrer unmittelbar nicht steuerbar, da die Schaltpunkte abhängig von den aktuellen Fahrzeugparametern und u. U. auch abhängig von einem momentan aktivierten Steuerungsprogramm, wie z. B. einem auf Sparsamkeit ausgelegten Economyprogramm oder einem auf gute Fahrleistungen ausgelegten Sportprogramm, jeweils unterschiedlichen Fahrpedalstellungen zugeordnet sind. Unter bestimmten Bedingungen kann es möglich sein, daß ein Fahrzeug bei einer momentanen Geschwindigkeit oder mit einer momentanen Beschleunigung in drei verschiedenen Gängen bzw. Gangstufen betrieben werden kann, in dem kleinsten Gang mit geringer Motorlast und relativ hohem spezifischen Treibstoffverbrauch, in dem mittleren Gang mit mittlerer Motorlast und durchschnittlichem spezifischen Treibstoffverbrauch, oder indem höchsten Gang mit höher Motorlast und geringem spezifischen Treibstoffverbrauch. Will der Fahrer bei aktiviertem höchsten Gang in diesem Gang weiterfahren, gibt es nach dem Stand der Technik keinen Anhaltspunkt dafür, wie weit der Fahrer das Fahrpedal durchtreten kann oder wie weit der Fahrzeugwiderstand bei konstanter Fahrpedalstellung z. B. aufgrund einer ansteigenden Fahrbahn weiter ansteigen darf, ohne daß ein Rückschaltvorgang ausgelöst wird. Der Fahrer wird also von dem Schaltvorgang, egal ob dieser gewollt oder ungewollt ist, überrascht und hat keine Möglichkeit, einen unerwünschten Gangwechsel zu vermeiden.
• Aus der gattungsbildenden JP 05 196 119 A sind ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung eingerichtete Fahrpedalvorrichtung bekannt, bei denen die Pedalkraft vor Durchführung einer Zugrückschaltung deutlich erhöht wird, um dem Fahrer den bevorstehenden Schaltvorgang rechtzeitig anzuzeigen und ihn in die Lage zu versetzen, dem Schaltvorgang ggf. entgegenzuwirken, indem er das Fahrpedal nicht weiter durchtritt. Im Fall, dass sich der Fahrer für den Schaltvorgang entscheidet und das Pedal weiter durchtritt, erfolgt die Schaltung; danach steht am Pedal jedoch nach wie vor die erhöhte Pedalkraft an, sodass das Schaltereignis für den Fahrer „gefühlt” unabhängig von seinen Handlungen erfolgt. Zudem wird er durch gleichbelibend erhöhten Pedalwiderstand gefühlsmäßig für seine Entscheidung „bestraft”. Dies kann bei mehreren aufeinander folgenden Zugrückschaltungen zu einer unangenehmen Dauerbelastung am Fahrerfuß anwachsen. Der Fahrer wird für seine Einflussmöglichkeiten auf den Schaltvorgang desensibilisiert, was im Hinblick auf die resultierende Kundenzufridenheit bzw. -unzufridenheit als nachteilig anzusehen ist.
• Aus der DE 195 06 629 A1 ist eine Fahrpedalvorrichtung bekannt, bei der die Fahrpedalkräfte nach pädagogischen Erwägungen von einem Steuergerät über eine elektromotorische Stelleinrichtung vorgegeben werden. So wird in Situationen, in denen eine starke Erhöhung der Leitungsabfrage als ungünstig eingestuft wird (z. B. bei kaltem Motor) die Pedalkraft so erhöht, dass der Fahrer wenig Lust verspürt, das Pedal durchzutreten.
• Aus der DE 199 16 434 A1 ist eine Fahrpedalvorrichtung bekannt, bei der elektromotorische Stellkräfte nicht direkt am Pedal, sondern an einem dem Pedal zugeordneten Stellglied angreifen. Bei Ausfall der elektromotorischen Stellkräfte kann das mit einer mechanischen Rückstellfeder versehene Pedal weiter betätigt werden – es können lediglich keine situationsabhängigen Pedalkräfte, die in der genannten Druckschrift jedoch nicht im Detail beschrieben sind, generiert werden.
• Aus der DE 196 30 156 A1 schließlich ist eine Farhrpedalvorrichtung bekannt, die den Betrieb des Kraftfahrzeugs in unterschiedlichen Betriebsprogrammen von einem Winkelbereich, innerhalb dessen das Pedal betätigt wird, abhängig macht. Die Grenze zwischen den Betätigungswinkelbereichen ist durch einen überwindbaren Widerstand der Pedalkraft mittels eines Rastelementes markiert.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsverfahren und eine Fahrpedalvorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, die zu einer Sensibilisierung des Fahres im Hinblick auf seine Einflussmöglichkeiten bzgl. der Zugrückschaltung beitragen.
• Die Aufgabe das Verfahren betreffend wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß die Pedalkrafterhöhung bis zur Auslösung der Zugrückschaltung mit einer Vergrößerung des Pedalweges bzw. des Pedalwinkels kontinuierlich vergrößert wird und bei der Auslösung der Zugrückschaltung einen relativen Maximalwert erreicht.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
• Durch die Erhöhung der Pedalkraft wird der Fahrer auf einen bevorstehenden Rückschaltvorgang aufmerksam gemacht und von diesem Schaltvorgang nicht mehr überrascht. Der Fahrer hat die Möglichkeit, den Rückschaltvorgang entweder durch ein weiteres Durchtreten des Fahrpedals bewußt auszulösen, oder aber den Rückschaltvorgang durch ein leichtes Loslassen des Fahrpedals oder durch ein Halten der aktuellen Fahrpedalposition zu verhindern. Während der Fahrer normalerweise nur indirekt über die Betätigung des Fahrpedals als einem von mehreren Steuerungsparametern auf die Auslösung eines Schaltvorganges Einfluß nehmen kann, hat er im vorliegenden Fall die Möglichkeit, unmittelbar einen Schaltvorgang auszulösen oder zu verhindern. Die Erhöhung der Pedalkraft sollte dabei derart bemessen sein, daß sie auch von einem unsensiblen Fahrer wahrgenommen werden kann. Andererseits darf die Gesamtpedalkräft, d. h. die Summe aus der zumeist durch eine Rückstellfeder hervorgerufenen stationären Pedalkraft und der erfindungsgemäßen Pedalkrafterhöhung, aus Komfortgründen eine ergonomisch vertretbare Obergrenze nicht überschreiten.
• Da die Erhöhung der Pedalkraft in Bezug auf den Pedalweg bzw. den Pedalwinkel vor der Auslösung des Rückschaltvorgangs einsetzt, ist es für die Sensibilisierung des Fahrers von Vorteil und erfindungsgemäß vorgesehen, wenn die Pedalkrafterhöhung bis zur Auslösung der Zugrückschaltung mit einer Vergrößerung des Pedalweges bzw. des Pedalwinkels kontinuierlich vergrößert wird und bei der Auslösung der Zugrückschaltung einen relativen Maximalwert erreicht Die zusätzliche Pedalkraft kann beispielsweise rampenförmig bis zur Auslösung der Rückschaltung, ansteigen.
• Die Pedalkrafterhöhung sollte nach der Auslösung der Zugrückschaltung mit einer weiteren Vergrößerung des Pedalweges kontinuierlich wieder abgebaut werden, um eine für den Fahrer fühlbare Kraftspitze als Schaltpunktmarkierung zu erzeugen, und um, insbesondere bei der Durchführung mehrerer derartiger Rückschaltungen, ein stufenweises Ansteigen der Gesamtpedalkraft zu vermeiden. Aber auch pedalwegunabhängig kann eine Reduzierung der Pedalkrafterhöhung sinnvoll sein. Beispielsweise wird die Pedalkrafterhöhung nach einer Auslösung des betreffenden Rückschaltvorgangs vorteilhaft auch bei konstanter Fahrpedalstellung im Bereich der Pedalkraftreduzierung abgebaut, da eine Beibehaltung der Pedalkrafterhöhung dann keinen Sinn mehr macht. Auch ist es zweckmäßig, die Pedalkrafterhöhung dann zu reduzieren, wenn ein Fahrer über einen längeren Zeitraum das Fahrpedal konstant im Bereich der Pedalkrafterhöhung vor der Auslösung einer Zugrückschaltung hält, da die Beibehaltung der Pedalkrafterhöhung über einen längeren Zeitraum von dem Fahrer nicht mehr wahrnehmbar ist. In diesem Fall sollte die Pedalkrafterhöhung zur Komfortverbesserung und Reduzierung des Steuerungsaufwandes mit einer Zeitfunktion asymptotisch abgebaut werden, bis eine Änderung der Fahrpedalposition oder der die Getriebesteuerung beeinflussenden Fahrzeugparameter den zuvor durch Halten der Fahrpedalposition vermiedenen Rückschaltvorgang erneut wahrscheinlich werden läßt. Um den steuerungstechnischen Aufwand und den Energieverbrauch für die Pedalkrafterhöhung in Grenzen zu halten, erfolgt der Abbau der Pedalkrafterhöhung am besten jeweils vollständig bis auf die zumeist durch eine Rückstellfeder hervorgerufene stationäre Pedalkraft.
• Die Aufgabe die Fahrpedalvorrichtung betreffend wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 5 dadurch gelöst, daß ein Pedalkraftgenerator vorgesehen ist, mittels dem eine durch die Rückstellfeder bedingte stationäre Pedalkraft modulierbar ist, wobei die Modulation der Pedalkraft bei Vorliegen einer Zugrückschaltung aus funktionstechnischen Gründen bevorzugt in einer Erhöhung der Pedalkraft besteht.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Pedalkraftvorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 6 bis 17.
• Zur Steuerung des Pedalkraftgenerators ist zweckmäßig ein Pedalkraftsteuergerät vorgesehen, das zur Koordinierung der Modulation der Pedalkraft mit Schaltvorgängen des Fahrzeuggetriebes und mit Bewegungen des Fahrpedals über Signalleitungen mit dem Getriebesteuergerät und dem Fahrpedalwertgeber in Verbindung steht und bevorzugt als elektronisches Steuergerät ausgebildet ist.
• Der Pedalkraftgenerator selbst kann aktiv wirksam ausgebildet sein, so daß die Erhöhung der Pedalkraft weitgehend mittels zugeführter Hilfsenergie erzeugbar ist, oder aber passiv wirksam ausgebildet sein, so daß die Erhöhung der Pedalkraft mittels einer aktivierten Widerstandsvorrichtung im wesentlichen durch den Fahrer aufgebracht werden muß. Im Falle eines aktiv wirksamen Pedalkraftgenerators kann dieser als Linear- oder Rotationsantrieb ausgebildet sein, wobei die erzeugte Stellkraft bzw. das Stellmoment elektromotorisch, elektromagnetisch, hydraulisch oder in anderer Weise erzeugt und in das Fahrpedal eingeleitet werden kann. Die Einleitung einer linearen Stellkraft in das Fahrpedal erfolgt zweckmäßig beabstandet von der gelenkigen Lagerung, wogegen die Einleitung eines Stellmomentes in das Fahrpedal platzsparend am besten im Bereich der gelenkigen Lagerung, d. h. bei karosseriefester Lagerachse in. die Pedalnabe und bei pedalfester Lagerachse in die Lagerachse erfolgt.
• Der Pedalkraftgenerator kann permanent mit dem Fahrpedal in Verbindung stehen und ist dann zweckmäßig im Ruhezustand kraftlos geschaltet. Beispielsweise kann ein Elektromotor, der aufgrund seiner geringen Baugröße, seiner einfachen Energieversorgung und seiner problemlosen Steuerbarkeit für eine Verwendung als Pedalkraftgenerator besonders geeignet ist, permanent mit dem Fahrpedal verbunden sein. Im Ruhezustand, d. h. wenn keine Erhöhung der Pedalkraft erfolgen soll, ist der Elektromotor spannungsfrei geschaltet und dreht sich praktisch widerstandsfrei mit der Bewegung des Fahrpedals mit, wogegen er bei Bedarf, z. B. bei einer bevorstehenden Zugrückschaltung, mit einer elektrischen Spannung versorgt und der Strom entsprechend dem gewünschten Drehmomentverlauf gesteuert wird.
• Es ist jedoch auch möglich, daß der Pedalkraftgenerator im Ruhezustand von dem Fahrpedal getrennt ist und mittels einer kraft- oder formschlüssigen Kupplungsvorrichtung mit dem Fahrpedal verbindbar ist. Diese Lösung ist besonders für passiv wirksame Pedalkraftgeneratoren geeignet, um eine Widerstandsvorrichtung im Ruhezustand von dem Fahrpedal zu entkoppeln und erst bei Bedarf mit dem Fahrpedal zu verbinden. Aber auch bei Verwendung aktiv wirksamer Pedalkraftgeneratoren kann im Ruhezustand eine Trennung von dem Fahrpedal sinnvoll sein, beispielsweise wenn der entsprechende Hilfsantrieb im Leerlauf einen zu großen Widerstand bzw. ein zu großes Schleppmoment aufweist.
• In einer ersten bevorzugten Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung mit einem aktiv wirksamen Pedalkraftgenerator und einer permanenten Verbindung mit dem Fahrpedal ist der Pedalkraftgenerator als Elektromotor ausgebildet, koaxial zur gelenkigen Lagerung des Fahrpedals angeordnet, und die Antriebswelle des Elektromotors ist mit dem Fahrpedal drehfest verbunden. Diese Ausführung ist einfach und platzsparend aufgebaut, kostengünstig herstellbar und problemlos steuerbar, wobei durch die koaxiale Anordnung des Elektromotors ein Zwischengetriebe und Umlenkelemente eingespart werden.
• In einer zweiten bevorzugten Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung mit einem passiv wirksamen Pedalkraftgenerator und einer nur bedarfsweisen Verbindung mit dem Fahrpedal ist der Pedalkraftgenerator als Rastiervorrichtung mit einer drehbar gelagerten und eine nockenartige Erhebung aufweisenden Nockenscheibe und mit einem karosserieseitig drehfest gelagerten Rastierelement ausgebildet, die Rastiervorrichtung koaxial zur gelenkigen Lagerung des Fahrpedals angeordnet, und die Nockenscheibe mittels einer Kupplungsvorrichtung drehfest mit dem Fahrpedal verbindbar. In diesem Fall wird die Erhöhung der Pedalkraft bei bedarfsweise geschlossener Kupplungsvorrichtung dadurch erzeugt, daß die Nockenscheibe mit einem weiteren Durchdrücken des Fahrpedals gegen den Widerstand des an der nockenartigen Erhebung aufsteigenden Rastierelementes verdreht wird, wobei der Verlauf der Pedalkrafterhöhung im wesentlichen durch die Form der nockenartigen Erhebung der Nockenscheibe bestimmt wird. Um eine Verstellung der Nockenscheibe gegenüber dem Fahrpedal zu vermeiden, weist die Nockenscheibe vorteilhaft mehrere umfangsseitig verteilte nockenartige Erhebungen auf, so daß die Pedalkrafterhöhung weitgehend unabhängig von der aktuellen Position des Fahrpedals möglich ist.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung mit einem passiv wirksamen Pedalkraftgenerator und einer permanenten Verbindung mit dem Fahrpedal ist der Pedalkraftgenerator als Rastiervorrichtung mit einem in einer Rastiernabe gelagerten Rastierelement und einer karosserieseitig verstellbar gelagerten und mit einer inneren Rampenvertiefung versehenen Kulissentrommel ausgebildet, die Rastiervorrichtung koaxial zur gelenkigen Lagerung des Fahrpedals angeordnet, und die Rastiernabe mit dem Fahrpedal drehfest verbunden. In diesem Fall wird die Erhöhung der Pedalkraft dadurch erzeugt, daß das Rastierelement mit der Rastiernabe mit einem weiteren Durchdrücken des Fahrpedals widerstandserhöhend gegenüber der Rampenvertiefung der Kulissentrommel verdreht wird, wobei der Verlauf der Pedalkrafterhöhung im wesentlichen durch die Form der Rampenvertiefung bestimmt und eine unerwünschte Pedalkrafterhöhung durch eine Verstellung der Kulissentrommel, d. h. einer Verdrehung mittels eines Hilfsantriebes, verhindert werden kann. Um den Stellweg des Hilfsantriebes zu begrenzen und bei einer gewünschten Erhöhung der Pedalkraft ein schnelles Ansprechverhalten zu erreichen, weist die Kulissentrommel vorteilhaft mehrere umfangsseitig verteilte Rampenvertiefungen auf.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Fahrpedalvorrichtung dienen.
• Hierzu zeigt:
• 1 eine erste Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung mit zugeordnetem Pedalkraftverlauf,
• 2 eine zweite Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung mit zugeordnetem Pedalkraftverlauf, und
• 3 eine dritte Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung mit zugeordnetem Pedalkraftverlauf.
• In 1a ist eine erste bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Fahrpedalvorrichtung 1 schematisch dargestellt; der zugeordnete Pedalkraftverlauf F_P = f(s_P) bzw. M_P = f(α_P) ist in 1b in Diagrammform dargestellt. Das Fahrpedal 2 steht mit einer Rückstellfeder 3 in Verbindung, durch die sich bei nichtaktiviertem Pedalkraftgenerator 4 der in 1b weitgehend lineare Anstieg der stationären Pedalkraft F_{P_st} über dem Pedalweg s_P bzw. des stationären Pedalmomentes M_{P_st} über dem Pedalwinkel α_P ergibt. Der Pedalkraftgenerator 4 ist als Elektromotor 5 ausgebildet, koaxial zu der Drehachse 6 einer gelenkigen Lagerung des Fahrpedals 2 und einem Fahrpedalwertgeber 7 angeordnet und mit dem Fahrpedal 2 drehfest verbunden.
• Im Ruhezustand, d. h. bei nichtaktiviertem Pedalkraftgenerator 4, ist der Elektromotor 5 spannungs- und stromlos geschaltet und dreht sich somit weitgehend widerstandsfrei mit einer Bewegung 7 des Fahrpedals 2 mit. Tritt nun der Fall ein, daß aufgrund geänderter Fahrzeugparameter, z. B. einer Drosselung des Antriebsmotors wegen des Befahrens einer ansteigenden Fahrbahn (bei konstanter Fahrpedalstellung), oder aufgrund einer höheren Leistungsanforderung des Fahrers, die mittels eines Durchtretens 8 des Fahrpedals 2 eingegeben wird, eine Zugrückschaltung durchgeführt werden muß, d. h. der Rückschaltvorgang unmittelbar bevorsteht, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor der Auslösung des Rückschaltvorgangs die Rückstellkraft (Pedalkraft F_P bzw. Pedalmoment M_P) des Fahrpedals 2 durch eine Aktivierung des Pedalkraftgenerators 4, der dann ein zusätzliches Widerstandsmoment erzeugt, signifikant erhöht. Der Elektromotor 5 wird also mit einer elektrischen Spannung versorgt und die Pedalkrafterhöhung 9 im vorliegenden Beispiel derart gesteuert, daß sich in etwa bis zum Erreichen des Schaltpunktes 10 ein kontinuierlicher wegabhängiger Anstieg 11 der Pedalkrafterhöhung 9, mit Erreichen des Schaltpunktes 10 ein relatives Maximum 12 der Pedalkrafterhöhung 9, und nach dem Schaltpunkt 10 ein kontinuierlicher wegabhängiger Abbau 13 der Pedalkrafterhöhung 9 bis auf den jeweils stationären Wert der Pedalkraft F_{P_st} bzw. des Pedalmomentes M_{P_st} ergibt. Der Fahrer wird durch die Pedalkrafterhöhung 9 auf den bevorstehenden Rückschaltvorgang aufmerksam gemacht und von diesem nicht mehr überrascht. Vielmehr hat der Fahrer nun die Möglichkeit, den Rückschaltvorgang entweder durch ein weiteres Durchtreten 8 des Fahrpedals 2 bewußt auszulösen, oder aber durch ein leichtes Loslassen des Fahrpedals 2 oder ein Halten der aktuellen Fahrpedalposition s_P bzw. α_P zu verhindern. Der Fahrer kann also unmittelbar Einfluß auf den Rückschaltvorgang nehmen und auf Wunsch durch eine entsprechende Reaktion im aktuellen höheren Gang verbleiben, z. B. um Treibstoff zu sparen. In dem Diagramm von 1b sind beispielhaft drei schaltpunktbedingte Pedalkrafterhöhungen 9 eingezeichnet. Diese Pedalkrafterhöhungen 9 sind jedoch nicht festen Fahrpedalpositionen s_P bzw. α_P zugeordnet, sondern werden erfindungsgemäß in Bezug auf die Fahrpedalposition variabel und in Abhängigkeit der von einem Getriebesteuergerät festgelegten Schaltpunkte 10 erzeugt.
• In einer zweiten bevorzugten Ausführung einer Fahrpedalvorrichtung 1', die in 2a und deren Pedalkraftverlauf in 2b abgebildet ist, ist der Pedalkraftgenerator 4' passiv wirksam ausgebildet und im Ruhezustand von dem Fahrpedal 2 getrennt. Der Pedalkraftgenerator 4' besteht aus einer Rastiervorrichtung 14, die eine drehbar gelagerte und mehrere nockenartige Erhebungen 15 aufweisende Nockenscheibe 16 und ein karosserieseitig drehfest gelagertes und von einem Federelement 17 beaufschlagtes Rastierelement 18 umfaßt. Die Nockenscheibe 16 ist koaxial zu der Drehachse 6 der gelenkigen Lagerung des Fahrpedals 2 angeordnet und bedarfsweise mittels einer Kupplungsvorrichtung 19 drehfest mit dem Fahrpedal 2 verbindbar. In diesem Fall wird die Erhöhung 9' der Pedalkraft F_P bzw. des Pedalmomentes M_P bei geschlossener Kupplungsvorrichtung 19 dadurch erzeugt, daß die Nockenscheibe 16 mit einem weiteren Durchdrücken 8 des Fahrpedals 2 gegen den Widerstand des Rastierelementes 18 verdreht wird. Durch die Anordnung mehrerer umfangsseitig verteilter nockenartiger Erhebungen 15 kann die Pedalkrafterhöhung 9' ohne eine Verstellung der Nockenscheibe 16 weitgehend unabhängig von der Fahrpedalposition s_P bzw. α_P variabel nur durch ein Schließen der Kupplungsvorrichtung 19 erfolgen. Da mit der Überwindung des Scheitelpunktes 20 einer der nockenartigen Erhebungen 15 durch das Rastierelement 18 eine negative Widerstandskraft, d. h. eine antreibende Zusatzkraft erzeugt wird, haben die in 2b dargestellten und jeweils schaltpunktorientierten Pedalkrafterhöhungen 9' jeweils einen sinusförmigen Verlauf.
• Schließlich ist in 3a eine dritte bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Fahrpedalvorrichtung 1'' dargestellt, die mit einem passiv wirksamen Pedalkraftgenerator 4'' versehen ist und permanent mit dem Fahrpedal 2 in Verbindung steht. Der Pedalkraftgenerator 4'' ist als Rastiervorrichtung 21 ausgebildet und weist ein in einer Rastiernabe 22 gelagertes und von einem Federelement 23 belastetes Rastierelement 24 und eine karosserieseitig verstellbar gelagerte und mit mehreren inneren Rampenvertiefungen 25 versehene Kulissentrommel 26 auf. Die Rastiervorrichtung 21 ist koaxial zu der Drehachse 6 der gelenkigen Lagerung des Fahrpedals 2 angeordnet, und die Rastiernabe 22 ist drehfest mit dem Fahrpedal 2 verbunden. Die Erhöhung 9'' der Pedalkraft F_P bzw. des Pedalmomentes M_P wird in diesem Fall dadurch erzeugt, daß das Rastierelement 24 mit der Rastiernabe 22 mit einem weiteren Durchdrücken 8 des Fahrpedals 2 widerstandserhöhend gegenüber einer der Rampenvertiefungen 25 der Kulissentrommel 26 verdreht wird, wobei der Verlauf der Pedalkrafterhöhung 9'' im wesentlichen durch die Form der Rampenvertiefung 25 bestimmt und eine unerwünschte Pedalkrafterhöhung durch eine Verstellung 27 der Kulissentrommel 26 vermieden wird. Für die Verstellung 27 der Kulissentrommel 27 ist im vorliegenden Fall beispielhaft ein mit einem Schneckengetriebe 28 verbundener Elektromotor 29 vorgesehen. Zur Vermeidung einer unerwünschten Pedalkrafterhöhung wird die Kulissentrommel 26, wie in 3a abgebildet, gegenüber dem Fahrpedal 2 in einer Position gehalten, in der eine der Rampenvertiefungen 25 mit ihrem Tiefpunkt 30 dem Rastierelement 24 radial gegenübersteht, und im weiteren Verlauf synchron mit einer Bewegung 31 des Fahrpedals 2 mitgedreht 32. Zur Erzeugung einer erfindungsgemäßen Pedalkrafterhöhung 9'' wird die Kulissentrommel 26 dann festgehalten oder in Gegenrichtung 33 zur Fahrpedalbewegung 31 gedreht, so daß das Rastierelement 24 widerstandserhöhend durch die ansteigende Flanke 34 der betreffenden Rampenvertiefung 25 radial nach innen in die Rastiernabe 22 gedrückt wird.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrpedalvorrichtung

1'

Fahrpedalvorrichtung

1''

Fahrpedalvorrichtung

2

Fahrpedal

3

Rückstellfeder

4

Pedalkraftgenerator

4'

Pedalkraftgenerator

4''

Pedalkraftgenerator

5

Elektromotor

6

Drehachse

7

Fahrpedalwertgeber

8

Durchtreten, Durchdrücken

9

Pedalkrafterhöhung

9'

Pedalkrafterhöhung

9''

Pedalkrafterhöhung

10

Schaltpunkt

11

Anstieg

12

(relatives) Maximum

13

Abbau

14

Rastiervorrichtung

15

(nockenartige) Erhebung

16

Nockenscheibe

17

Federelement

18

Rastierelement

19

Kupplungsvorrichtung

20

Scheitelpunkt

21

Rastiervorrichtung

22

Rastiernabe

23

Federelement

24

Rastierelement

25

Rampenvertiefung

26

Kulissentrommel

27

Verstellung

28

Schneckengetriebe

29

Elektromotor

30

Tiefpunkt

31

Bewegung

32

Mitdrehen

33

Gegenrichtung

34

Flanke

F_P

Pedalkraft

F_{P_st}

stationäre Pedalkraft

M_P

Pedalmoment

M_{P_st}

stationäres Pedalmoment

s_P

Pedalweg

α_P

Pedalwinkel

Claims (17)

1. Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Stufenwechselgetriebes eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Schaltvorgang von einem Getriebesteuergerät abhängig von Fahrzeugparametern und einer Leistungsanforderung des Fahrers ausgelöst und gesteuert wobei vor der Auslösung einer Zugrückschaltung die Rückstellkraft des Fahrpedals (2) signifikant erhöht wird (9, 9', 9''), dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalkrafterhöhung (9, 9', 9'') bis zur Auslösung der Zugrückschaltung mit einer Vergrößerung des Pedalweges kontinuierlich vergrößert wird und bei Auslösung der Zugrückschaltung einen relativen Maximalwert erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalkrafterhöhung (9, 9', 9'') nach der Auslösung der Zugrückschaltung mit einer Vergrößerung des Pedalweges s_P kontinuierlich abgebaut wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalkrafterhöhung (9, 9', 9'') nach der Auslösung der Zugrückschaltung unabhängig von dem Pedalweg s_P kontinuierlich abgebaut wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbau der Pedalkrafterhöhung (9, 9', 9'') vollständig bis auf die stationäre Pedalkraft F_{P_st} erfolgt.
5. Fahrpedalvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem gelenkig gelagerten und eine Rückstellfeder (3) und einen Fahrpedalwertgeber (7) aufweisenden Fahrpedal (2), dadurch gekennzeichnet, daß ein Pedalkraftgenerator (4, 4', 4'') vorgesehen ist, mittels dem eine durch die Rückstellfeder (3) bedingte stationäre Pedalkraft F_{P_st} modulierbar ist.
6. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pedalkraftsteuergerät zur Steuerung des Pedalkraftgenerators (4, 4', 4'') vorgesehen ist, und daß das Pedalkraftsteuergerät zur Koordinierung der Modulation der Pedalkraft F_P mit Schaltvorgängen des Fahrzeuggetriebes und mit Bewegungen des Fahrpedals (2) über Signalleitungen mit dem Getriebesteuergerät und dem Fahrpedalwertgeber (7) in Verbindung steht.
7. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4) aktiv wirksam ausgebildet ist.
8. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4) als Linearantrieb ausgebildet ist.
9. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4) als Rotationsantrieb ausgebildet ist.
10. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4', 4'') passiv wirksam ausgebildet ist.
11. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4, 4'') permanent mit dem Fahrpedal (2) in Verbindung steht und im Ruhezustand kraftlos geschaltet ist.
12. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4') im Ruhezustand von dem Fahrpedal (2) getrennt ist und mittels einer Kupplungsvorrichtung (19) mit dem Fahrpedal (2) verbindbar ist.
13. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 11, soweit rückbezogen auf Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4) als Elektromotor (5) ausgebildet ist, daß der Elektromotor (5) koaxial zur gelenkigen Lagerung des Fahrpedals (2) angeordnet ist, und daß die Antriebswelle des Elektromotors (5) mit dem Fahrpedal (2) drehfest verbunden ist.
14. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 12, soweit rückbezogen auf Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4') als Rastiervorrichtung (14) mit einer drehbar gelagerten und eine nockenartige Erhebung (15) aufweisenden Nockenscheibe (16) und einem karosserieseitig und drehfest gelagerten Rastierelement (18) ausgebildet ist, daß die Rastiervorrichtung (14) koaxial zur gelenkigen Lagerung des Fahrpedals (2) angeordnet ist, und daß die Nockenscheibe (16) mittels einer Kupplungsvorrichtung (19) drehfest mit dem Fahrpedal (2) verbindbar ist.
15. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (16) mehrere umfangsseitig verteilte nockenartige Erhebungen (15) aufweist.
16. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 11, soweit rückbezogen auf Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkraftgenerator (4'') als Rastiervorrichtung (21) mit einem in einer Rastiernabe (22) gelagerten Rastierelement (24) und einer karosserieseitig verstellbar gelagerten und mit einer inneren Rampenvertiefung (25) versehenen Kulissentrommel (26) ausgebildet ist, daß die Rastiervorrichtung (4'') koaxial zur gelenkigen Lagerung des Fahrpedals (2) angeordnet ist, und daß die Rastiernabe (22) mit dem Fahrpedal (2) drehfest verbunden ist.
17. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissentrommel (26) mehrere umfangsseitig verteilte Rampenvertiefungen (25) aufweist.

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