DE102006007664A1 - Fahrpedalsystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Fahrpedalsystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein schwenkbar gelagertes Fahrpedal, eine Logikeinheit, über welche in Abhängigkeit von dem Auslenkungsweg des Fahrpedals ein Steuersignal erzeugt wird, und Erfassungsmittel zur Ermittlung eines aufgrund der Betätigung des Fahrpedals tatsächlich vorliegenden Krafteinleitungspunktes. Die Logikeinheit ist dabei derart ausgebildet, dass das Steuersignal zusätzlich in Abhängigkeit von dem ermittelten Krafteinleitungspunkt erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrpedalsystem für ein Kraftfahrzeug, mit schwenkbar gelagertem Fahrpedal. Aus derzeitigen Fahrzeugen ist bereits eine Vielzahl von so genannten elektrischen Fahrpedalen bekannt. Hierbei handelt es sich in der Regel um Fahrpedale, die hängend oder stehend, um einen Drehpunkt schwenkbar gelagert, im Fußbereich eines Kraftfahrzeugfahrerplatzes angeordnet sind. Über das schwenkbare Fahrpedal wird in der Regel mittels einer Betätigungsstange und eine anschließende Umlenkung ein Widerstandspotentiometer verstellt. Der über den Auslenkungsweg des Fahrpedals eingestellte Widerstandswert des Potentiometers bildet die elektrische Steuergröße für die Stellglieder mittels denen bei der Antriebsmaschine die Leistungsvorgabe bzw. der Fahrerwunsch eingestellt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrpedalsystem zu schaffen, welches im Hinblick auf eine reproduzierbare Dosierbarkeit verbessert ist. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Fahrpedalsystemen die Fahrerwunschvorgabe beziehungsweise die Fahrpedalrückstellkraft je nach Betätigungspunkt am Fahrpedal (im Folgenden auch „tatsächlicher" Krafteinleitungspunkt genannt) bei gleichem Auslenkungsweg (Länge des Kreisbahnabschnittes des jeweiligen tatsächlichen Krafteinleitungspunktes – bzw. eine mit dieser Länge korrelierende Größe) zum Teil sehr unterschiedlich ausfällt. Während beispielsweise bei einem stehend angeordneten Fahrpedal größere Personen in der Regel das schwenkbare Fahrpedal an seinem äußeren freien (oberen) Ende betätigen, erfolgt eine Betätigung des stehenden Fahrpedals bei kleineren Personen zumeist näher (unten) an der Schwenkachse. Eine Betätigung des Fahrpedals in unterschiedlichen Abständen von der Schwenkachse hat bei gleichem Auslenkungsweg im jeweiligen Krafteinleitungspunkt jedoch unterschiedliche Betätigungswinkel des Fahrpedals, und damit auch eine unterschiedliche Lastvorgabe, als auch eine unterschiedliche Fahrpedalgegenkraft aufgrund der unterschiedlichen Hebelarme, zur Folge. Der gleiche Auslenkungsweg hat, je näher der Krafteinleitungspunkt Richtung Schwenkachse liegt, einen entsprechend größeren Auslenkungswinkel und damit eine entsprechend größere Lastvorgabe zur Folge. Die Betätigung des Fahrpedals in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten (unterschiedlich weit von der Schwenkachse entfernt) hat zudem (aufgrund der unterschiedlichen Hebelarme) unterschiedliche Fahrpedalrückstellkräfte zur Folge. Dies alles wiederum resultiert darin, dass das Fahrzeug bei Betätigung des Fahrpedals in der Nähe der Schwenkachse erheblich spontaner reagiert und der Fahrerwunsch damit schwieriger dosierbar ist als bei Betätigung mit einem längeren Hebel, bei der der Krafteinleitungspunkt weiter in Richtung freies Ende des Fahrpedals liegt – hier wirkt das Fahrzeug ggf. sogar eher träge.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind. Ein erfindungsgemäßes Fahrpedalsystem umfasst ein schwenkbar gelagertes Fahrpedal, eine Logikeinheit, über welche in Abhängigkeit von dem momentanen Auslenkungsweg des Fahrpedals ein Steuersignal erzeugt wird, sowie Erfassungsmittel zur Ermittlung eines aufgrund der Betätigung des Fahrpedals tatsächlich vorliegenden Krafteinleitungspunktes.
  • Gemäß der Erfindung ist die Logikeinheit derart ausgebildet, dass das Steuersignal zusätzlich in Abhängigkeit von dem ermittelten Krafteinleitungspunkt erzeugt wird.
  • Vorzugsweise ist die Logikeinheit derart ausgebildet, dass das Steuersignal ein Signal zur Ansteuerung eines Stellgliedes zur Lastvorgabe einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung bildet. Die Logikeinheit ist dabei insbesondere dergestalt, dass für den gleichen Auslenkungsweg in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten stets das gleiche, mit dem Auslenkungsweg (des jeweiligen Krafteinleitungspunktes) korrelierende Steuersignal erzeugt wird. Beispielsweise kann als Stellglied die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine, ein variabler Ventilantrieb der Brennkraftmaschine und/oder die Einspritzpumpe der Brennkraftmaschine angesteuert werden. Bei Hybridfahrzeugen mit elektromotorischem Antrieb oder bei Elektrofahrzeugen kann entsprechend der Elektroantriebsmotor angesteuert werden. Hierdurch werden unterschiedliche Drehwinkel des Fahrpedals, die aufgrund des gleichen Auslenkungsweges unterschiedlicher Krafteinleitungspunkte erzeugt worden sind, und damit unterschiedliche Lastanforderungen bei ein und dem gleichen Auslenkungsweg des Fahrpedals generieren würden, ausgeglichen. Es wird ein homogenes Ansprechverhalten der Antriebsmaschine, unabhängig davon, in welchem Krafteinleitungspunkt das Fahrpedal betätigt wird, erreicht.
  • In einer anderen Ausführung der Erfindung ist die Logikeinheit derart ausgebildet, dass das Steuersignal ein Signal zur Ansteuerung eines Stellgliedes zur Einstellung der Rückstellkraft für das Fahrpedal ist. Hierdurch werden die, aufgrund der unterschiedlichen Hebel unterschiedlicher Krafteinleitungspunkte resultierenden Fahrpedalrückstellkräfte kompensiert bzw. einander angeglichen. Beispielsweise kann als Stellglied ein, die Federvorspannung der Fahrpedalrückstellfeder einstellender Elektromotor durch das Steuersignal angesteuert werden. Die Logikeinheit ist daher derart ausgebildet, dass für ein und denselben Auslenkungsweg in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten stets die gleiche mit diesem Auslenkungsweg korrelierende Pedalrückstellkraft erzeugt wird.
  • Auch kann das Steuersignal zu einer kombinierten Ansteuerung eines Stellgliedes zur Lastvorgabe und eines Stellgliedes zur Einstellung der Fahrpedalrückstellkraft dienen.
  • Vorzugsweise sind die Erfassungsmittel zur Ermittlung des aufgrund der Fahrpedalbetätigung tatsächlich vorhandenen Krafteinleitungspunktes (in der Regel ist dies der Flächenschwerpunkt der Berührungsfläche des Fahrerfußes auf dem Fahrpedal) als drucksensible Sensorik auf der Fahrpedaloberfläche (bzw. in diese integriert) ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist diese Sensorik als eine Art Leiterfolie oder Leitermatte ausgebildet, in die eine Widerstandsbrücke Wheatstonesche Widerstandsbrücke) integriert ist. Die Widerstandsbrücke ist dabei mit Messwiderständen bestückt, die ihren Widerstandswert in Abhängigkeit von einem Oberflächendruck ändern.
  • Alternativ oder zusätzlich können Erfassungsmittel vorhanden sein, die die Fahrersitzposition und/oder die Lenkradposition erfassen und auswerten. Die Auswertung der Positionsdaten von Fahrersitz und/oder Lenkrad erfolgt dabei in Verbindung mit hinterlegten oder online (z.B. über eine Innenraumkamera) erfassten Daten im Hinblick auf Ergonomie und Anthropometrie des Fahrers.
  • Die Erzeugung des Steuersignals in Abhängigkeit von dem ermittelten Krafteinleitungspunkt kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.
  • In einer ersten Ausführung (gemäß Anspruch 6) wird die Fahrpedaloberfläche bzw. werden die darauf angeordneten Erfassungsmittel in mehrere, unterschiedlich weit von der Schwenkachse des Fahrpedals angeordnete Erfassungsbereiche unterteilt und jedem Erfassungsbereich ein fester Korrekturwert zugeordnet. Es wird ein so genanntes Referenzsteuersignal ermittelt, indem abhängig vom Auslenkweg eines festen vorbestimmten und unveränderbaren Krafteinleitungspunkt, ein mit diesem Krafteinleitungspunkt korrelierendes Steuersignal erzeugt wird. Dieses Referenzsteuersignal wird anschließend mit dem Korrekturwert des aktiven Erfassungsbereiches (Erfassungsbereich in welchem der Fahrer über den aktiven Krafteinleitungspunkt das Fahrpedal betätigt) zu einem mit dem aktiven Krafteinleitungspunkt korrelierenden resultierenden Steuersignal zur Ansteuerung eines Stellgliedes verknüpft.
  • In einer zweiten Ausführung (gemäß Anspruch 7) erfolgt keine Aufteilung in Erfassungsbereiche – vielmehr wird jeder Krafteinleitungspunkt individuell ermittelt und in Abhängigkeit hiervon eine Wegdifferenz zwischen den unterschiedlichen Auslenkungswegen von tatsächlichem Krafteinleitungspunkt und vorbestimmtem Krafteinleitungspunkt ermittelt. Anschließend wird in Abhängigkeit von der ermittelten Auslenkwegdifferenz ein Korrekturwert zur Anpassung des Referenzsteuersignals gebildet, derart, dass bei gleichem Auslenkungsweg des Fahrpedals in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten stets ein Steuersignal gleicher Größe bzw. stets das gleiche Steuersignal gebildet wird.
  • In jedem Fall ist der vorbestimmte Krafteinleitungspunkt vorgegeben bzw. vorbestimmt durch die konstruktive Ausgestaltung des Fahrpedalsystems. Bei einem Fahrpedal, bei dem die elektrische Stellgröße beispielsweise durch den Widerstandswert eines Drehpotentiometers vorgegeben wird, bestimmt sich der vorbestimmte Krafteinleitungspunkt des Fahrpedals durch den Anlenkungspunkt des Potentiometerarms, in welchem der Potentiometerarm über eine Gelenk- bzw.
  • Drehverbindung mit dem Betätigungsarm des Fahrpedals verbunden ist (siehe auch 1). Dieser Anlenkpunkt wird ausgehend von der Schwenkachse des Fahrpedals über einen Kreisbogen mit dem Radius Schwenkachse-Anlenkpunkt auf das Fahrpedal projiziert – wodurch der vorbestimmte Krafteinleitungspunkt des Fahrpedals festgelegt ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1: ein Fahrpedalsystem gemäß der Erfindung mit schwenkbar angeordnetem Fahrpedal in schematischer Darstellung,
  • 2: den Zusammenhang von Pedalwegänderung (Auslenkungsweg) und Fahrerwunschvorgabe für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte in schematischer Darstellung in einem Diagramm,
  • 3: den Zusammenhang zwischen Pedalwinkel (Schwenkwinkel des Fahrpedals um die Schwenkachse) und Pedalweg (Auslenkungsweg) für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte in schematischer Darstellung in einem Diagramm, und
  • 4: ein Blockschaltbild, welches den schematischen Aufbau einer Logikeinheit gemäß der Erfindung veranschaulicht.
  • 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Fahrpedalsystems gemäß der Erfindung in einer möglichen Ausführungsform. Das Fahrpedalsystem (auch elektrisches Fahrpedal genannt) ist vorstehend als so genanntes stehendes Systems ausgeführt, das heißt, das Fahrpedal ist bodenseitig angelenkt (schwenkbar gelagert). Das Fahrpedalsystem umfasst ein, um eine Schwenkachse SA schwenkbar gelagertes Fahrpedal 2, welches über eine linear verschiebbare Betätigungsstange 4, die an ihrem dem Fahrpedal 2 abgekehrten Ende drehbar mit einem freien Ende eines Drehpotentiometerarms 6a eines Drehpotentiometers 6 verbunden ist. Das Drehpotentiometer 6 liefert in Abhängigkeit vom Verschwenkwinkel α des Fahrpedals 2 ein entsprechendes Signal x1 in Form eines Widerstandswerts an seinen Ausgang.
  • Gemäß dem Stand der Technik wird dieses Signal x1 einem Steuergerät 8 zugeführt und in Form eines Lastbefehls an entsprechende Stellglieder der Antriebsmaschine (z.B. Brennkraftmaschine oder elektrische Maschine) weitergeleitet, die den Lastbefehl in eine Fahrzeugbeschleunigung analog zu dem über das Fahrpedal 2 eingeleiteten Fahrerwunsch umsetzen.
  • Gemäß der Erfindung sind zusätzlich Erfassungsmittel 10 zur Ermittlung eines aufgrund der Betätigung des Fahrpedals 2 tatsächlich vorliegenden Krafteinleitungspunktes KEP_1, ..., KEP_n vorhanden. Die Erfassungsmittel 10 sind vorliegend als auf der Fahrpedaloberfläche angeordnete Sensorik in Form einer Widerstandsmatte ausgebildet. Dabei ist in einer z.B. aus Gummi bestehenden Trägermatte eine Widerstandsmessbrücke (z.B. Wheatstonesche Widerstandsmessbrücke) zur Ermittlung des tatsächlichen Krafteinleitungspunktes KEP_1, ..., KEP_n eingebunden. Über die Erfassungsmittel 10 wird der Steuereinheit 8 eine weitere Eingangsgröße x2 zugeführt. Gemäß der Erfindung wird über die Logikeinheit 8 in Abhängigkeit von der Auslenkung des Fahrpedals 2 (Eingangsgröße x1) und in Abhängigkeit von dem ermittelten tatsächlichen Krafteinleitungspunkt KEP_1, ..., KEP_n (Eingangsgröße x2) ein Steuersignal y1, y2 erzeugt. Das erzeugte Steuersignal kann als Steuersignal y1 zur Ansteuerung eines Stellgliedes SG1 (beispielsweise in Form einer Drosselklappe oder dergleichen) zur Lastvorgabe einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal als Steuersignal y2 zur Ansteuerung eines Stellgliedes SG2 zur Einstellung der Fahrpedalrückstellkraft ausgeführt sein. In der dargestellten Ausführungsform wird über das Steuersignal y2 ein Elektromotor zur Einstellung der Vorspannkraft einer Rückstellfeder F für das Fahrpedal 2 angesteuert.
  • Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Fahrpedalsystems wird nachfolgend dessen Wirkungsweise anhand einer Fahrpedalbetätigung in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten KEP_1 und KEP_2 (Krafteinleitungspunkt = Flächenschwerpunkt der Kontaktfläche Fußsohle/Fahrpedaloberfläche) beschrieben. Wird das Fahrpedal 2 im Krafteinleitungspunkt KEP_2 betätigt, um einen dem Fahrerwunsch entsprechenden Pedalwinkel α1 einzustellen, bewegt sich der „aktive" Krafteinleitungspunkt KEP_2 des Fahrpedals 2 um einen Auslenkungsweg S2. Würde das Fahrpedal 2 im Krafteinleitungspunkt KEP_1 betätigt, müsste dass Fahrpedal 2 in diesem Punkt um einen erheblich längeren Auslenkungsweg S1 bewegt werden, um den gleichen Pedalwinkel α1 einzustellen. Nach dem Stand der Technik ist das Fahrpedal 2 stets für einen konstruktionsbedingt vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt ausgelegt, während in allen anderen Krafteinleitungspunkten KEP um den Gleichen Fahrerwunsch einzustellen ein anderer Auslenkweg des Fahrpedals 2 für den jeweiligen Krafteinleitungspunkt eingestellt werden muss. Nach dem Stand der Technik müsste, um im Krafteinleitungspunkt KEP_1 den gleichen Fahrerwunsch vorzugeben, wie dies mit dem kürzeren Auslenkweg S2 im Krafteinleitungspunkt KEP_2 geschehen ist, ein längerer Auslenkweg S1 zurückgelegt werden.
  • Gemäß der Erfindung werden diese unterschiedlichen Auslenkwege S; S1, S2 mittels der Logikeinheit 8 ausgeglichen. Hierfür wird in einer möglichen Ausführung die Auslenkungswegdifferenz (ΔS = S1 – S2) zwischen dem tatsächlichen Auslenkungsweg (z.B. S2), der aufgrund der Auslenkung in dem über die Erfassungsmittel 10 ermittelten Krafteinleitungspunkt (KEP_2; tatsächlicher KEP) zurückgelegt wurde und dem Auslenkungsweg (z.B. S1), der bei gleichem Auslenkungswinkel (z.B. α1) im vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt zurückgelegt wurde, ermittelt. Weiterhin wird in Abhängigkeit von der ermittelten Auslenkungswegdifferenz ein Korrekturwert K zur Anpassung des Steuersignals gebildet wird, welches sich für den vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt bei aufgrund der Auslenkung vorliegenden Pedalwinkel α ergibt. Die Anpassung erfolgt derart, dass bei gleichem Auslenkungsweg des Fahrpedals 2 in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten KEP_1, ..., KEP_n stets ein Steuersignal y1, y2 gleicher Größe bzw. stets das gleiche Steuersignal gebildet wird. In einer anderen möglichen Ausführung ist die Logikeinheit 8 derart ausgebildet, dass jeder über die Erfassungsmittel 10 ermittelte Krafteinleitungspunkt KEP_1, ..., KEP_n einem von mehreren Erfassungsbereichen I, II der Fahrpedaloberfläche zugeordnet wird, wobei die Erfassungsbereiche I, II einen unterschiedlichen mittleren Abstand AI, AII zur Schwenkachse SA des Fahrpedals 2 aufweisen. Dabei wird jedem Erfassungsbereich I, II ein vorbestimmter Korrekturwert K zugeordnet. Das Steuersignal y1, y2 wird ermittelt, indem ausgehend von einem Referenzsteuersignal, welches in Abhängigkeit von der Auslenkung eines vorbestimmten Krafteinleitungspunktes KEP_vorbestimmt bestimmt wird und dieses Referenzsteuersignal mit dem Korrekturwert K verknüpft wird. Gemäß dieser Ausführung erfolgt die Anpassung derart, dass bei gleichem Auslenkungsweg des Fahrpedals 2 für Krafteinleitungspunkte in unterschiedlichen Erfassungsbereichen stets ein Steuersignal y1, y2 gleicher Größe bzw. stets das gleiche Steuersignal gebildet wird.
  • 2 veranschaulicht den Zusammenhang von Pedalwegänderung (Auslenkungsweg) und Fahrerwunschvorgabe FW für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte KEP_1, ..., KEP_n in schematischer Darstellung in einem Diagramm. Die mittlere der drei Kurven, Kurve KKEF_vorbestimmt, beschreibt z.B. die Charakteristik der Fahrerwunschvorgabe bzw. Lastvorgabe für den vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt, während die Kurve darunter, Kurve KKEP_n, die Charakteristik der Lastvorgabe für einen Krafteinleitungspunkt KEP_n in weiterer Entfernung von der Schwenkachse SA des Fahrpedals 2 und die Kurve darüber, Kurve KKEP_2, die Charakteristik der Lastvorgabe für einen Krafteinleitungspunkt KEP_2 beschreibt, der näher in Richtung Schwenkachse SA angeordnet ist. Hier ist gut zu erkennen, wie die Spontanität der Lastvorgabe umso stärker zunimmt, je näher sich der Krafteinleitungspunkt beim Gasgeben durch den Fahrer an der Schwenkachse SA befindet – dies führt allerdings gleichzeitig zu einer immer schwierigeren Dosierbarkeit der Lastvorgabe. Durch die beiden punktierten Pfeile, ausgehend von den beiden Kurven KEP_2 und KEP_n soll veranschaulicht werden, dass durch die erfindungsgemäße Korrektur die unterschiedlichen Wirkungsweisen bzw. Lastvorgaben ausgeglichen werden – egal, ob der Fahrer das Fahrpedal 2 im vorbestimmten (bzw. ausgelegten) Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt, in einem Krafteinleitungspunkt KEP_2 näher Richtung Schwenkachse SA oder in einem Krafteinleitungspunkt KEP_n in weiterer Entfernung von der Schwenkachse SA betätigt, stets soll die gleiche Lastvorgabe ausgegeben werden (hier: die Lastvorgabe korrelierend mit dem vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt). Der schraffierte Pedalweg (hier: 50 mm bis (50 + x) mm) stellt den Leerweg x des Fahrpedals 2 bei einer Betätigung des Fahrpedals 2 gemäß Fahrpedalauslegung dar. Dieser Leerweg x wird für die Korrektur der Lastvorgabe bei einer Betätigung des Fahrpedals 2 in einem Krafteinleitungspunkt KEP_n oberhalb des vorbestimmten Krafteinleitungspunktes KEP_vorbestimmt genutzt. Der Fahrpedalbereich in dem eine Korrektur erfolgen (und in dem somit die Erfassung der Krafteinleitungspunkte sinnvoll ist) kann, ist in der Praxis begrenzt und festgelegt durch den konstruktiv vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_n und die Länge des Fahrpedals 2. Der zu erfassende und zu korrigierende Krafteinleitungspunkt, der am nächsten in Richtung Schwenkachse SA positioniert ist, muss zumindest um den maximalen Auslenkungsweg S des vorbestimmten Krafteinleitungspunktes KEP_vorbestimmt verschwenkt werden können. Der zu erfassende und zu korrigierende Krafteinleitungspunkt, der am weitesten entfernt von der Schwenkachse SA positioniert ist, ist durch den bei dem Fahrpedal 2 gemäß dem vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt vorhandenen Leerweg x des Fahrpedals 2 festgelegt. Damit ist eine untere und eine obere Grenze für eine sinnvolle Erfassung der Krafteinleitungspunkte mittels der Erfassungsmittel 10 definiert. Bei einer Fahrpedalbetätigung außerhalb dieser Grenzen kann eine positionsunabhängige Korrektur der Lastvorgabe erfolgen oder die Lastvorgabe gemäß dem eingangs beschrieben Stand der Technik in Abhängigkeit von dem Auslenkungswinkel α – unabhängig von dem tatsächlichen Auslenkungsweg in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten – erfolgen.
  • In der 3 ist der Zusammenhang zwischen Pedalwinkel (Schwenkwinkel α des Fahrpedals 2 um die Schwenkachse SA ausgehend von einer Ruheposition), Pedalweg (Auslenkungsweg S) und resultierendem Antriebsmoment (in Prozent) für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte KEP in schematischer Darstellung in einem Diagramm dargestellt. Gemäß der mittleren Kurve KUKEP_vorbestimmt, die die Zusammenhänge für den vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt (siehe auch 1) wiedergibt, wird bei einem Pedalwinkel α von zirka 6,7° Grad ein Auslenkungsweg für diesen vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt von zirka 15 mm zurückgelegt, was einem Antriebsmoment von zirka 43% als Fahrerwunsch entspricht. Gemäß den beiden anderen Kurven, die die Zusammenhänge für Krafteinleitungspunkte in geringerer Entfernung von der Schwenkachse SA und in größerer Entfernung von der Schwenkachse SA darstellen, würde sich bei einem Pedalsystem gemäß dem Stand der Technik bei gleichem Auslenkweg S jeweils ein anderer Pedalwinkel α und damit eine andere Lastvorgabe einstellen. Gemäß der Kurve KUKEP_2, die den Zusammenhang für einen Krafteinleitungspunkt KEP_2 wiedergibt, der im Vergleich zum vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt näher in Richtung Schwenkachse SA positioniert ist, würde sich bei gleichem Auslenkweg S = 15 mm beispielsweise eine Lastanforderung von 62% einstellen. Gemäß der Kurve KUKEP_n, die den Zusammenhang für einen Krafteinleitungspunkt KEP_n wiedergibt, der im Vergleich zum vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt weiter entfernt von der Schwenkachse SA positioniert ist, würde sich bei gleichem Auslenkweg S = 15 mm hingegen eine Lastanforderung von 33% einstellen. Durch das erfindungsgemäße Pedalsystem werden diese unterschiedlichen Lastvorgaben bei gleichem Auslenkweg für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte ausgeglichen, so dass für jeden Krafteinleitungspunkt ein und derselbe Auslenkweg auch die gleiche Lastanforderung zur Folge hat. Im dargestellten Diagramm würde demnach die durch den vorbestimmten bzw. applizierten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt in Abhängigkeit vom Auslenkungsweg S vorbestimmte Lastvorgabe als Referenzlastvorgabe dienen, auf die die Lastvorgabe aller anderen Krafteinleitungspunkte bei gleichem Auslenkungsweg im jeweiligen Krafteinleitungspunkt zu korrigieren wäre.
  • In 4 ist in einem Blockschaltbild der schematische Aufbau der Logikeinheit 8 in einer möglichen Ausführung veranschaulicht. Eingangsgrößen der Logikeinheit 8 sind vorliegend zumindest ein mit der Pedalstellung korrelierender Eingangswert x1 (z.B. Pedalwinkel α oder Auslenkungsweg S) und ein mit dem jeweils erfassten Krafteinleitungspunkt korrelierender Eingangswert x2 (z.B. Differenzstrom der nicht abgeglichenen Messbrücke). Aus dem Eingangswert x2 wird, beispielsweise über einen hinterlegten Zusammenhang zwischen tatsächlichem Krafteinleitungspunkt KEP_1, ..., KEP_n und vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt die Differenz zwischen beiden Punkten ermittelt und hieraus ein Korrekturwert K gebildet. Der Eingangswert x1 der Pedalstellung wird nunmehr mit dem Korrekturwert K (beispielsweise multiplikativ) zu einem Korrigierten Pedalwert verknüpft. Anhand des korrigierten Pedalwertes und ggf. weiterer Eingangsgrößen wie Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, eingelegte Gangstufe, aktuelles Fahrprogramm (Sport, Eco, ...) wird eine korrigierte Stellgröße y; y1, y2 für ein Stellglied SG1, SG2 gebildet.

Claims (7)

  1. Elektrisches Fahrpedalsystem für ein Kraftfahrzeug umfassend – ein schwenkbar gelagertes Fahrpedal (2), – eine Logikeinheit (8), über welche in Abhängigkeit von dem Auslenkungsweg (S; S1, S2) des Fahrpedals (2) ein Steuersignal (y; y1, y2) erzeugt wird, – Erfassungsmittel (10) zur Ermittlung eines aufgrund der Betätigung des Fahrpedals (2) tatsächlich vorliegenden Krafteinleitungspunktes (KEP_1, ..., KEP_n), – wobei die Logikeinheit (8) derart ausgebildet ist, dass das Steuersignal (y; y1, y2) zusätzlich in Abhängigkeit von dem ermittelten Krafteinleitungspunkt (KEP_1, ..., KEP_n) erzeugt wird.
  2. Fahrpedalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit (8) derart ausgebildet ist, dass das Steuersignal (y; y1, y2) ein Signal zur Ansteuerung eines Stellgliedes (SG1) zur Lastvorgabe einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung ist.
  3. Fahrpedalsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit (8) derart ausgebildet ist, dass das Steuersignal (y; y1, y2) ein Signal zur Ansteuerung eines Stellgliedes (SG2) zur Einstellung der Rückstellkraft für das Fahrpedal (2) ist.
  4. Fahrpedalsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel (10) als auf der Fahrpedaloberfläche angeordnete Berührungssensorik, insbesondere als Wheatstonesche Widerstandsbrücke ausgebildet sind.
  5. Fahrpedalsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassungsmittel (10) als Mittel zur Erfassung und Auswertung der Fahrersitzposition und/oder der Lenkradposition ausgebildet sind, wobei die Auswertung der Positionsdaten in Verbindung mit Daten zur Ergonomie und Anthropometrie eines potentiellen Fahrers erfolgt.
  6. Fahrpedalsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit (8) derart ausgebildet ist, dass – jeder über die Erfassungsmittel (10) ermittelte Krafteinleitungspunkt (KEP_1, ..., KEP_n) einem von mehreren Erfassungsbereichen (I, II) der Fahrpedaloberfläche zugeordnet wird, wobei die Erfassungsbereiche (I, II) einen unterschiedlichen Abstand zur Schwenkachse (SA) des Fahrpedals (2) aufweisen, – jedem Erfassungsbereich (I, II) ein vorbestimmter Korrekturwert (K) zugeordnet ist, – und das Steuersignal (y; y1, y2) ermittelt wird, indem ausgehend von einem Referenzsteuersignal, welches in Abhängigkeit von der Auslenkung eines vorbestimmten Krafteinleitungspunktes (KEP_vorbestimmt) bestimmt wird, dieses Referenzsteuersignal mit dem Korrekturwert (K) verknüpft wird.
  7. Fahrpedalsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit (8) derart ausgebildet ist, – dass die Auslenkungswegdifferenz zwischen dem tatsächlichen Auslenkungsweg (S2), der aufgrund der Auslenkung im über die Erfassungsmittel (10) ermittelten Krafteinleitungspunkt (KEP_2) zurückgelegt wurde und dem Auslenkungsweg (S1), der bei gleichem Auslenkungswinkel (α1) im vorbestimmten Krafteinleitungspunkt (KEP_vorbestimmt) zurückgelegt wurde, ermittelt wird, – und dass in Abhängigkeit von der ermittelten Auslenkungswegdifferenz ein Korrekturwert (K) zur Anpassung des Steuersignals gebildet wird, welches sich für den vorbestimmten Krafteinleitungspunkt (KEP_vorbestimmt) bei aufgrund der Auslenkung vorliegenden Pedalwinkel (α1') ergibt, und die Anpassung derart erfolgt, dass bei gleichem Auslenkungsweg (S2) des Fahrpedals (2) in unterschiedlichen Krafteinleitungspunkten (KEP_2, KEP_vorbestimmt) stets ein Steuersignal (y; y1, y2) gleicher Größe gebildet wird.
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