DE102004009846A1

DE102004009846A1 - Verfahren zum Kalibrieren eines Pedalmoduls eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004009846A1
Application number: DE200410009846
Authority: DE
Inventors: Thomas Klotzbuecher; Harald Kazmierczak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-02-28
Filing date: 2004-02-28
Publication date: 2005-09-15
Also published as: FR2866962A1; CN1661336A; KR20060042193A; ITMI20050265A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Pedalmoduls eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei ein Pedal (1) des Pedalmoduls durch Einwirken einer Kraft (8) bewegbar ist. Das Pedalmodul wird in ein Kraftfahrzeug eingebaut und bis in eine Anschlagposition betätigt. Die Anschlagposition wird dann gespeichert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Kalibrieren eines Pedalmoduls eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs. Es sind bereits Pedalmodule bekannt, die ein Pedal aufweisen, welches durch Einwirken einer Kraft bewegbar ist. Derartige Pedalmodule werden beispielsweise für ein elektrisches Gaspedal verwendet.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren eines Pedalmoduls eines Kraftfahrzeugs hat demgegenüber den Vorteil, dass Schwankungen der Anschlagsposition, die entweder durch Streuungen in der Fertigung oder aber durch Streuungen beim Einbau in das Kraftfahrzeug bedingt sind, durch die Kalibrierung kompensiert werden können. Nach einem Einbau im Kraftfahrzeug kann der dann dem Pedalmodul zur Verfügung stehende Betätigungsbereich optimal genutzt werden. Es wird so die Qualität des Pedalmoduls verbessert bzw. die Toleranzen bei der Herstellung oder beim Einbau des Pedalmoduls können verringert werden.
Weitere Fortbildungen und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Neben der Anschlagsposition kann auch die Ausgangsposition bei der Kalibrierung mitbetrachtet werden. Es können daher auch die Fertigungs- bzw. Einbauschwankungen der Ausgangsposition kompensiert werden. Besonders einfach erfolgt die Kalibrierung, indem einfach entsprechende Signale eines im Pedalmodul vorgesehenen Sensors gespeichert werden. Diese Speicherung kann auch in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs erfolgen. Um bei einem erstmaligen Einbau in das Kraftfahrzeug sicher zu stellen, dass die Kalibrierung erfolgt, können entsprechende Informationen im Pedalmodul oder Steuergerät hinterlegt sein. Durch eine erneute Kalibrierung kann nach Wartungs- oder Umbaumaßnahmen sicher gestellt werden, dass das Pedalmodul wiederum optimal an das Kraftfahrzeug angepasst ist. Besonders vorteilhafte Anwendungen des Pedalmoduls sind die Verwendung als Fahrpedal oder Bremspedal.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Seitenansicht eines Pedalmoduls und
2 einen Verfahrensablauf.
Beschreibung
In der 1 wird schematisch eine Seitenansicht eines Pedalmoduls gezeigt. Das Pedalmodul weist eine Rückenplatte 5 auf, mit der das Pedalmodul auf einer Fahrzeugwand 16 befestigt ist. Im oberen Bereich der Rückenplatte 5 ist ein Scharnier 2 vorgesehen, welches die Verbindung zwischen der Rückenplatte 5 und einem Pedal 1 darstellt. Zwischen der Rückenplatte 5 und dem Pedal 1 ist weiterhin noch eine Rückstellfeder 7 angeordnet, durch die das Pedal 1 von der Rückenplatte 5 ferngehalten wird. Weiterhin weist die Rückenplatte 5 noch einen Sensor 3 auf, aus dem sich in Richtung des Pedals 1 ein Sensorstift 4 erstreckt.
Durch Einbringen einer Kraft auf das Pedal 1, wie dies durch den Kraftpfeil 8 angedeutet wird, wird das Pedalmodul beispielsweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt. Durch die Kraftwirkung entlang des Kraftpfeiles 8 führt das Pedal 1 um das Scharnier 2 herum eine Schwenkbewegung aus, bei der der Abstand zwischen dem Pedal 1 und der Rückenplatte 5 verringert wird. Durch die Feder 7 wird dadurch eine Rückstellkraft erzeugt, die das Pedal 1 von der Rückenplatte 5 wegdrückt. Weiterhin wird durch diese Schwenkbewegung des Pedals 1 um das Scharnier 2 herum der Sensorstift 4 in den Sensor 3 hineingeschoben. Die Bewegungsrichtung des Sensorstiftes wird durch den Bewegungspfeil 9 verdeutlicht. Der Sensor 3 weist das Hereingleiten des Sensorstiftes 4 durch ein entsprechendes Signal nach. Bei dem Sensor 3 kann es sich beispielsweise um ein Potentiometer oder um eine Spule handeln, in den ein magnetischer Kern eingeführt wird. Es sind aber auch alle anderen bekannten Sensorprinzipien geeignet. Der Sensor 3 ist mit einer Datenleitung 11 mit einem Steuergerät 10 verbunden. Die Bewegung des Sensorstiftes 4 in den Sensor 3 hinein erzeugt auf der Datenleitung ein entsprechendes Signal, welches von dem Sensor 10 ausgelesen wird. In Abhängigkeit von der Bewegung des Pedales 1 werden in dem Steuergerät entsprechende Stellsignale zur Betätigung von Stellgliedern erzeugt.
Typische Beispiele für ein derartiges Pedalmodul ist beispielsweise ein elektronisches Fahrpedal. Bei einem derartigen elektronischen Fahrpedal besteht keine unmittelbare mechanische Verbindung mehr zwischen dem Fahrpedal (Gaspedal) und den Einheiten, die eine Zumessung von Kraftstoff und Luft in den Brennraum eines Verbrennungsmotors steuern. Vielmehr wird von einem Steuergerät 10, welches in diesem Fall als Motorsteuergerät ausgebildet ist, entsprechende Ansteuersignale für eine Einspritzung oder elektrisch betätigte Drosselklappe errechnet und der Motor entsprechend gesteuert.
Die Bewegung des Pedals 1 endet, wenn entweder der Sensorstift 4 vollständig in den Sensor 3 hineingeschoben ist, oder aber, wenn das untere Ende des Pedals 1 auf den Fahrzeugboden 6 auftrifft. In beiden Fällen ist eine Erhöhung der entlang der Kraftrichtung 8 einwirkenden Kraft nicht mehr mit einer Erhöhung des über die Datenleitung 11 gesendeten Signals verbunden. Im Fall eines elektronischen Fahrpedals sollte dieser Betriebspunkt dem Volllastfall, d.h. voll geöffnete Drosselklappe bzw. maximale Einspritzmenge, entsprechen. Alternativ ist es auch möglich, dass der Volllastfall kurz vor der maximalen Betätigungsposition des Pedals 1 liegt. Auf keinen Fall darf der maximale Auslenkungspunkt des Pedals 1 früher sein, als der Volllastfall, da sonst der Motor nicht vom Fahrer zur maximalen Leistungsabgabe aufgefordert werden kann. Da sowohl bei der Fertigung von Pedalmodulen, wie auch bei dem Einbau des Pedalmoduls im Kraftfahrzeug Toleranzen zu berücksichtigen sind, muss üblicher Weise das Pedalmodul so ausgelegt sein, dass die maximale Last erreicht wird, bevor das Pedal 1 seine Anschlagposition entweder auf dem Fahrzeugboden 6 oder durch Eindrücken des Sensorstiftes 4 erreicht hat. Dies bedeutet aber, dass ein möglicherweise in dem Kraftfahrzeug konkret zur Verfügung stehender Betätigungsweg nicht voll ausgenutzt wird, sondern der Volllastfall bereits deutlich vor der in dem Kraftfahrzeug möglichen Anschlagposition erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, erst dann, wenn das Pedalmodul in das Kraftfahrzeug eingebaut ist, eine Kalibrierung durchzuführen, die die Anschlagposition, d.h. die maximal durch das Pedal 1 erreichbare Verstellposition berücksichtigt. Dazu wird das Pedalmodul in das Kraftfahrzeug eingebaut und dann das Pedal 1 vollständig, d.h. bis zu seiner Anschlagposition, betätigt. Diese Anschlagposition ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal 1 mit einer Kraft beaufschlagt wir, die deutlich größer ist, als die zum normalen Betrieb benötigte Kraft. Das Pedal 1 wird dann entweder auf dem Fahrzeugboden 6 aufsetzen, oder aber der Sensorstift 4 ist maximal in den Sensor 3 eingeführt. In dieser Position wird dann der Messwert des Sensors 3 gespeichert. Diese Speicherung kann entweder in dem Steuergerät 10 oder aber in entsprechender Vorortelektronik des Sensors 3 erfolgen. Diesem maximalen Messwert wird dann ein entsprechender Maximalwert für die Steuerfunktion zugeordnet, die durch das Pedal 1 angesteuert werden soll. Im Fall eines elektronischen Gaspedals entspricht dies der Vollastansteuerung des Verbrennungsmotors, d.h. einer maximalen Zuführung von brennfähigem Gemisch zum Brennraum.
Als zusätzliche Maßnahme kann dann noch die Ausgangsposition des Pedals 1 gespeichert werden. Dazu wird keine Betätigungskraft entlang der Richtung 8 auf das Pedal 1 eingebracht. Durch entsprechende Fertigungstoleranzen, beispielsweise der Rückstellfeder 7, wird das Pedal 1 eine Ausgangsposition einnehmen, die von Pedalmodul zu Pedalmodul schwanken kann. Durch Speichern dieser Ausgangsposition bzw. Speichern der entsprechenden Messwerte des Sensors 3 können auch diese Werte bei der Kalibrierung berücksichtigt werden. Entsprechend wird dann dieser Ausgangsposition der Minimalwert der angesteuerten Funktion zugeordnet. Für ein elektronisches Fahrpedal wäre dies die Einstellung, wie sie für den Lehrlauf der Brennkraftmaschine benötigt wurde.
Ausgehend von den gespeicherten Werten der Anschlagposition bzw. der Ausgangsposition werden dann der Funktionalität, die durch das Pedalmodul angesteuert werden soll, entsprechende Minimal- und Maximalwerte zugeordnet. Entsprechend dieser Minimal- und Maximalwerte wären dann auch Zwischenstellungen des Pedals zwischen der Ausgangsposition und der Anschlagsposition entsprechende Betätigungswerte für die Funktionalität zugeordnet. Im Fall eines elektrischen Fahrpedals entspräche die Anschlagposition der Voll-Last, die Ausgangsposition dem Leerlauf und Zwischenstellungen würden entsprechend einer Belastung der Brennkraftmaschine zwischen diesen beiden Werten zugeordnet. Alternativ ist es auch noch möglich, im Fall eines Fahrpedals die Anschlagsposition zur Auslösung eines sogenannten Kick-Down bzw. Fluchtschalters zu verwenden, d.h. bei einem automatischen Fahrgetriebe erfolgt beim Erreichen der Anschlagposition ein Herunterschalten in einen niedrigeren Gang, um das Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs zu erhöhen oder eine Geschwindigkeitsbegrenzung außer Kraft zu setzen.
Neben einem Fahrpedal kann das Pedalmodul auch für ein elektronisches Bremspedal genutzt werden. Die Anschlagsposition könnte dann für eine elektronische Bremsung mit maximaler Verzögerung genutzt werden. Bei einer Nutzung als Bremspedal sollten jedoch noch weitere Elemente vorgesehen sein, die einem Fahrer ein Betätigungsgefühl vermitteln, wie bei einer herkömmlichen hydraulischen Bremsanlage. Dies lässt sich durch eine einfache Rückstellfeder nicht gewährleisten, sondern bedarf eines aktiven Elements. Gegebenenfalls ist es auch möglich, auf diese Art der Rückmeldung der Bremskraft zum Fahrer zu verzichten und ein Bremspedal zu verwenden, bei dem die Bremskraft proportional dem Betätigungsweg und nicht proportional zur Betätigungskraft ist. Dies erfordert jedoch eine gewisse Umstellung von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu den bisher gekannten hydraulischen Bremsanlagen.
In der 2 wird schematisch das erfindungsgemäße Verfahren als eine Abfolge von Verfahrensschritten dargestellt. Im Schritt 21 erfolgt zunächst der Einbau des Pedalmoduls im Kraftfahrzeug bzw. eine Auslösung der Kalibrierungsroutine durch einen Techniker. Im Falle eines Neueinbaus, beispielsweise bei der Bandendemontage eines Kraftfahrzeuges, weisen das Steuergerät 10 bzw. der Sensor 3 noch keine Werte für die Anschlagsposition und gegebenenfalls die Ausgangsposition auf. Das Steuergerät 10 erkennt somit bei einer ersten Inbetriebnahme automatisch, entweder durch das Fehlen entsprechender Werte im Steuergerät 10 bzw. durch ein entsprechendes Signal eines mit Vorortintelligenz ausgestatteten Sensors 3, dass eine Kalibrierung zu erfolgen hat. Alterativ kann die Kalibrierungsmethode auch durch einen Bediener ausgelöst werden, welches beispielsweise immer dann zu erfolgen hat, wenn bei einer Reparatur des Kraftfahrzeuges das Pedalmodul 1 aus- und wieder eingebaut werden muss. In beiden Fällen, Neueinbau oder Reparatur, erfolgt anschließend das Verfahren der Verfahrensschritte 22 bis 24. Bei einer Erstmontage wird das Verfahren in der Regel automatisch ausgeführt, während es bei einer Reparatur in der Regel durch den entsprechenden Servicetechniker aktiviert wird. Im Schritt 22 wird das Pedal 1 vollständig bis zu seiner Anschlagposition betätigt. Der Wert des Sensors 3 an dieser Anschlagsposition wird dann entweder in einer entsprechenden Vorortelektronik im Sensor 3 oder im Steuergerät 10 gespeichert. Bei einer Speicherung im Steuergerät wird das Steuergerät den entsprechenden Messwert bei Berechnungen für die Funktionalität berücksichtigen, die durch Betätigung des Pedals 1 angesteuert wird. Bei einer Speicherung im Sensor 3 wird dies im Sensor 3 berücksichtigt, in der Form, dass der Sensor 3 immer ein normiertes Signal an das Steuergerät 10 gibt und die Berücksichtigung der Anschlagsposition bei der Umrechnung im Sensor 3 erfolgt. Nach der Speicherung der Anschlagsposition im Schritt 22 erfolgt optional noch der Schritt 23, in dem die Ausgangsposition gespeichert wird. Dies erfolgt entsprechend entweder im Steuergerät 10 oder im Sensor 3, wie bereits zum Schritt 22 beschrieben wurde. Nach dem optionalen Schritt 23 endet mit dem Schritt 24 das Verfahren.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Pedalmoduls eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Pedal (1) des Pedalmoduls durch Einwirken einer Kraft (8) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (1) in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, und dass danach das eingebaute Pedal bis in eine Anschlagsposition betätigt wird und dann die Anschlagsposition gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal eine erste Ausgangsposition ohne die Einwirkung einer Kraft einnimmt, und dass die Ausgangsposition gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedalmodul einen Sensor (3) aufweist, der ein Signal, insbesondere einen Spannungwert oder ein Pulsweitenmoduliertes Signal, in Abhängigkeit von der Position des Pedals (1) erzeugt und dass zur Speicherung der Anschlagsposition und/oder Ausgangsposition das Signal des Sensors (3) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung in einem Steuergerät (10) des Kraftfahrzeugs oder im Sensor (3) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erstmaligen Einbau in das Kraftfahrzeug in dem Steuergerät (10) oder dem Fahrpedalmodul eine Information hinterlegt ist, die anzeigt, dass noch keine Kalibrierung erfolgt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erneute Kalibrierung erfolgt, indem die gespeicherte Anschlagsposition gelöscht wird, das Pedal erneut bis in die Anschlagsposition betätigt wird und dann erneut die Anschlagsposition gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedalmodul nach der Kalibrierung als Fahrpedal oder Bremspedal verwendet wird.