DE102004061263B4

DE102004061263B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Kennlinienanpassung des Fahrpedals auf Basis von Fahrdynamikdaten

Info

Publication number: DE102004061263B4
Application number: DE200410061263
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Mathony; Alfred Kuttenberger; Mario KRÖNINGER; Dirk Meister; Michael Bunse; Stephan Späth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: FR2879525B1; FR2879525A1; DE102004061263A1

Abstract

Verfahren zur Beeinflussung des Fahrpedalverhaltens bei einem Kraftfahrzeug, bei dem
– ermittelt wird, ob eine fahrdynamisch gefährliche Situation für das Fahrzeug vorliegt (101) und
– bei Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird (106, 107),
dadurch gekennzeichnet, dass
– ermittelt wird, ob eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, und
– für den Fall, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation vorliegt und eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird (106, 107).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Fahrpedalverhaltens bei einem Kraftfahrzeug gemäß den Ansprüchen 1 und 6.
In Kraftfahrzeugen sind Systeme bekannt, die durch Bremseingriffe in kritischen Fahrsituationen den Fahrer dadurch unterstützen, dass die Fahrerabsicht, insbesondere bei Lenkmanövern, möglichst korrekt umgesetzt wird, ohne die Kontrolle über das Fahrzeug zu verlieren (z. B. ESP, ASR).
Bei Fahrpedalen bzw. Gaspedalen werden zunehmend elektronische Systeme verwendet, um eine Umsetzung eines Beschleunigungswunsches zu steuern. Diese Pedale steuern die Drehmomentanforderung an den Motor unter Verwendung einer Kennlinie.
Zusätzliche gibt es auch ACC-Systeme (ACC = „adaptive cruise control”), welche dem Fahrer durch eine erhöhte Widerstandskraft des Fahrpedals ein Feedback geben, wenn zum Beispiel der Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug unterschritten wird. Diese Pedale werden als Force-Feedback-Pedale bezeichnet.
Aus der DE 198 10 691 A1 ist eine Geschwindigkeitsregelhilfe für menschengeführte Fahrzeuge bekannt, bei der der Fahrer selbst Gas gibt und durch die Kraft eines Druckpunktes oder die Schwingungen eines im Gaspedal integrierten Oszillators Informationen über die Abweichung vom Geschwindigkeitssollwert erhält.
Aus der DE 102 12 674 A1 sind ein Verfahren und ein Beschleunigungseingabesystem zur Erzeugung einer einstellbaren Rückstellkraft in einem Fahrzeug bekannt. Dabei wird von einem passiven Federelement ein Rückstellkraft-Grundwert und von einem aktiv einstellbaren Kraftsteuerglied eine auf das Beschleunigungspedal wirkende Stellkraft erzeugt. Die Größe der Stellkraft wird in Abhängigkeit von Fahrzeugzustandsgrößen und/oder Fahrzeugkenngrößen ermittelt. Die Stellkraft ist als Funktion der Fahrzeugzustandsgrößen und/oder Fahrzeugkenngrößen variabel einstellbar.
Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 102 12 674 A1 entnommen.
Vorteile der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, sicherzustellen, dass eine Pedalcharakteristik eines Fahrpedals nur in erfolgversprechenden Situationen beeinflusst oder verändert wird.
Die Erfindung wird gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 6.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Fahrpedalverhaltens bei einem Kraftfahrzeug, bei dem

– ermittelt wird, ob eine fahrdynamisch gefährliche Situation für das Fahrzeug vorliegt und
– bei Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst bzw. verändert wird.

Dadurch kann der Fahrer durch ein geändertes Pedalverhalten zur Gefahrenreduktion, z. B. zur Geschwindigkeitsreduktion bei seinem Fahrzeug provoziert werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass

– ermittelt wird, ob eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt und
– für den Fall, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation vorliegt und eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst bzw. verändert wird.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Pedalcharakteristik nur in den erfolgversprechenden Situationen beeinflusst oder verändert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung des Pedalverhaltens

– die den Zusammenhang zwischen der Motormomentanforderung des Fahrers und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie modifiziert wird und/oder
– die den Zusammenhang zwischen der Pedalgegenkraft und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie modifiziert wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass

– die den Zusammenhang zwischen der Motormomentanforderung des Fahrers und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie derart modifiziert wird, dass die Motormomentanforderung für die vorliegende Fahrpedalstellung verringert wird bzw.
– die den Zusammenhang zwischen der Pedalgegenkraft und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie derart modifiziert wird, dass die Pedalgegenkraft für die vorliegende Fahrpedalstellung erhöht wird.

Dadurch wird eine Motormomentrücknahme provoziert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation dann vorliegt, wenn ein Regelungseingriff eines Fahrdynamikregelungssystems oder einer Antriebsschlupfregelung vorliegt und/oder als unmittelbar vorliegend detektiert wird. Bei einem ASR-Eingriff ist von einem erheblich verringerten Reibwert auszugehen, dies stellt deshalb zugleich auch eine potentiell fahrdynamisch gefährliche Situation dar. Weiterhin liegt ein ASR-Eingriff dann vor, wenn der Fahrerwunsch bzgl. der Fahrzeugbeschleunigung nicht entsprechend umgesetzt werden kann. Auch deshalb ist in diesem Fall eine Rückmeldung an den Fahrer sinnvoll.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation anhand

– der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder
– von Raddrehzahlen und/oder
– dem Lenkwinkel und/oder
– der Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder
– der Gierrate und/oder
– der Querbeschleunigung und/oder
– dem Schwimmwinkel und/oder
– der Fahrpedalstellung

Bei der Erkennung einer fahrdynamisch gefährlichen Situation anhand von Raddrehzahlen wird die Raddrehzahl von wenigstens einem Rad ausgewertet.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Fahrpedalverhaltens bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend

– Ermittlungsmittel zur Detektion des Vorliegens einer fahrdynamisch gefährlichen Situation für das Fahrzeug und
– Fahrpedalbeeinflussungsmittel, durch die bei Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass

– ermittelt wird, ob eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt und
– für den Fall, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation vorliegt und eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens äußern sich selbstverständlich auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt.
Zeichnung
Die Zeichnung besteht aus 1.
1 zeigt den Aufbau der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsbeispiele
Ein Fahrdynamikregelungssystem (z. B. ESP = „Electronic Stability Program”) greift in die Fahrzeugdynamik ein, wenn die Fahreraktion nicht mehr kontrolliert umzusetzen ist oder vom System angenommen wird, dass das aus der Fahreraktion resultierende Fahrverhalten nicht dem Fahrerwunsch entspricht. Eine Rückmeldung an den Fahrer findet üblicherweise nur indirekt über das Einschalten einer Warnlampe statt, die eingeschaltet wird, wenn zum Beispiel vom ESP-System Bremseingriffe vorgenommen werden. Wenn diese Systemreaktion bei Vorliegen einer kritischen Situation stattfindet, wird sie vom Fahrer nicht unbedingt wahrgenommen, da dessen Aufmerksamkeit schon durch die Fahrsituation gebunden ist. Anderseits wird eine verfrühte Warnung in einer noch unkritischen Situation als störend empfunden, da in diesen Fällen nicht zwangsläufig eine kritische Situation folgen muss, die Warnung also unnötigerweise gesendet wurde.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht, bereits in einer Situation mit hohem Risiko die Fahreraktion zu werten und zum Beispiel über eine Kennlinienkorrektur des elektronischen Gaspedals den Fahrerwunsch nur dann umzusetzen, wenn er als sicher beabsichtigt erkannt wird. Bei der Kennlinienkorrektur wird der beispielsweise im Motorsteuergerät hinterlegte Zusammenhang zwischen dem Pedalbetätigungswinkel und dem dadurch angeforderten Motormoment verändert. Die zu jeder Fahrpedalstellung zugehörende mechanische Gegenkraft auf das Fahrpedal bleibt jedoch gleich. Deshalb eignet sich diese Ausgestaltung insbesondere auch für passive Fahrpedale, bei denen die Gegenkraft z. B. durch einen Federmechanismus aufgebracht wird. Diese Ausgestaltung führt damit zu einer Modifikation des Zusammenhangs zwischen Pedalstellung und angefordertem Motormoment.
Es kann auch über die Ansteuerung eines Force-Feedback-Pedals der Fahrer (ausschließlich der Fahrer) in einer kritischen Situation haptisch gewarnt und gleichzeitig zu einer das Risiko verringernden Reaktion veranlasst werden, insbesondere zu einer weniger starken Betätigung bzw. einem Zurücknehmen des Fahrpedals. Diese Ausgestaltung erfordert ein aktives oder teilaktives Fahrpedal, bei dem wenigstens eine Komponente der Gegenkraft aktiv (z. B. über einen Elektromotor) aufgebracht wird. Diese Ausgestaltung führt damit zu einer Modifikation des Zusammenhangs zwischen Pedalstellung und für den Fahrerfuß spürbarer Pedalgegenkraft.
Die Erfindung eignet sich insbesondere in kritischen Situationen oder in solchen Situationen, welche ein hohes Potential haben, in eine kritische Situation überzugehen. Beispiele sind Fahrten mit hoher Geschwindigkeit in enger werdenden Kurven.
Dazu erkennt das System z. B. aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel, der Lenkwinkelgeschwindigkeit und insbesondere der Querbeschleunigung einen Gefahrenwert für das Ausbrechen des Fahrzeugs. Ist diese Gefahr insbesondere durch Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, wird die Kennlinie des elektronischen Fahrpedals angepasst, so dass das Beibehalten der kritischen Situation nur durch absichtliches weiteres Durchdrücken des Fahrpedals erreicht werden kann. Wird das Fahrpedal nicht weiter durchgedrückt, verringert sich die Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit und damit auch die Gefahr.
In einer ergänzenden oder alternativen Ausgestaltung wird ab einer bestimmten, applizierbaren Risikoschwelle, z. B. bei erfolgenden oder bevorstehenden ESP- oder ASR-Eingriffen, eine erhöhte Gegenkraft auf das Fahrpedal ausgeübt, um den Fahrer auf die kritische Situation aufmerksam zu machen und eine Rücknahme des Beschleunigungswunsches zu provozieren.
Die Feststellung, ob sich der Fahrer außerhalb seiner Sicherheitsgrenze befindet, kann z. B. von einer oder mehrerer der folgenden Größen abhängen:

– Fahrzeuggeschwindigkeit,
– Lenkwinkel,
– Lenkwinkelgeschwindigkeit,
– Gierrate,
– Querbeschleunigung,
– Schwimmwinkel,
– Fahrpedalstellung.

Weiterhin ist es möglich, die erfindungsgemäße Funktion abhängig von Umweltsensordaten (z. B. Videosensorik, Ultraschallsensorik, ...) oder durch Verwendung von Daten eines Navigationssystems anzupassen.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 1 dargestellt. Als Eingangsgrößen dienen die Sensorsignale bzw. die aus Sensorsignalen ermittelten Größen S1, S2, ... Sn. Dabei bedeuten

S1: = Fahrzeuggeschwindigkeit,
S2: = Lenkwinkel,
S3: = Lenkwinkelgeschwindigkeit,
S4: = Gierrate,
S5: = Querbeschleunigung,
S6: = Schwimmwinkel, ...
Sn: = Fahrpedalstellung.

Alle oder ein Teil dieser Signale werden der Auswerteeinheit 101 zugeführt. In dieser wird ein Gefahrenpotential 102 ermittelt und abhängig davon

– in Block 106 die Fahrpedalkennlinie (d. h. der Zusammenhang zwischen der Motormomentanforderung des Fahrers und der Fahrpedalstellung und/oder
– in Block 107 die Pedalgegenkraft (d. h. der Zusammenhang zwischen Pedalgegenkraft und Fahrpedalstellung)

Sowohl das durch die Kennlinie in Block 106 vom Fahrer angeforderte Motormoment als auch die durch einen aktiven oder teilaktiven Pedalmechanismus aufgebrachte Pedalgegenkraft sind von der in Block 105 ermittelten Fahrpedalstellung abhängig.

Claims

Verfahren zur Beeinflussung des Fahrpedalverhaltens bei einem Kraftfahrzeug, bei dem – ermittelt wird, ob eine fahrdynamisch gefährliche Situation für das Fahrzeug vorliegt (101) und – bei Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird (106, 107), dadurch gekennzeichnet, dass – ermittelt wird, ob eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, und – für den Fall, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation vorliegt und eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird (106, 107).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung des Pedalverhaltens – die den Zusammenhang zwischen der Motormomentanforderung des Fahrers und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie modifiziert wird (106) und/oder – die den Zusammenhang zwischen der Pedalgegenkraft und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie modifiziert wird (107).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die den Zusammenhang zwischen der Motormomentanforderung des Fahrers und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie derart modifiziert wird, dass die Motormomentanforderung für die vorliegende Fahrpedalstellung verringert wird und/oder – die den Zusammenhang zwischen der Pedalgegenkraft und der Fahrpedalstellung beschreibende Kennlinie derart modifiziert wird, dass die Pedalgegenkraft für die vorliegende Fahrpedalstellung erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation dann vorliegt, wenn ein Regelungseingriff eines Fahrdynamikregelungssystems oder einer Antriebsschlupfregelung vorliegt und/oder als unmittelbar vorliegend detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation anhand – der Fahrzeuggeschwindigkeit (S1) und/oder – von Radrehzahlen und/oder – dem Lenkwinkel (S2) und/oder – der Lenkwinkelgeschwindigkeit (S3) und/oder – der Gierrate (S4) und/oder – der Querbeschleunigung (S5) und/oder – dem Schwimmwinkel (S6) und/oder – der Fahrpedalstellung (Sn) erkannt wird.
Vorrichtung zur Beeinflussung des Fahrpedalverhaltens bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend – Ermittlungsmittel zur Detektion des Vorliegens einer fahrdynamisch gefährlichen Situation für das Fahrzeug und – Fahrpedalbeeinflussungsmittel, durch die bei Vorliegen einer fahrdynamisch gefährlichen Situation das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel derart ausgebildet sind, dass – ermittelt wird, ob eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, und – für den Fall, dass eine fahrdynamisch gefährliche Situation vorliegt und eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer Verringerung der Gefährlichkeit der fahrdynamisch gefährlichen Situation führt, das Pedalverhalten des Fahrpedals beeinflusst wird (106, 107).