DE102006007664A1

DE102006007664A1 - Accelerator system

Info

Publication number: DE102006007664A1
Application number: DE200610007664
Authority: DE
Inventors: Thomas Feustel; Doris Soika
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-02-18
Filing date: 2006-02-18
Publication date: 2007-08-23
Also published as: WO2007093332A1

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.The invention relates to an electric accelerator pedal system for a motor vehicle, comprising a pivotably mounted accelerator pedal, a logic unit via which a control signal is generated as a function of the deflection path of the accelerator pedal, and detection means for determining a force application point actually present due to the actuation of the accelerator pedal. The logic unit is designed in such a way that the control signal is additionally generated as a function of the determined force introduction point.

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.The The invention relates to an accelerator pedal system for a motor vehicle, with a pivotable stored accelerator pedal. From current vehicles is already one Variety of so-called electric accelerator pedals known. in this connection These are usually pedals that are suspended or standing, pivotally mounted about a pivot point, in the foot area a motor vehicle driver's seat are arranged. About the Pivotable accelerator pedal is usually by means of an actuating rod and a subsequent one Deflection one resistance potentiometer adjusted. The over the Displacement path of the accelerator pedal set resistance value of the potentiometer forms the electrical control variable for the actuators by means of which in the prime mover the power requirement or the driver's request is set.

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.Of the The invention has for its object to provide an accelerator pedal system, which improves with regard to a reproducible metering is. It is based on the knowledge that in conventional Accelerator pedal systems, the driver's demand or the accelerator pedal restoring force depending on the actuation point at the accelerator pedal (also called "actual" force introduction point) at same deflection path (length of the circular path section of the respective actual force application point - or one with this length correlating size) to Part very different fails. While for example, in a standing arranged accelerator pedal larger people usually the swivel accelerator pedal at its outer free press (upper) end, an actuation occurs of the stationary accelerator pedal in smaller persons mostly closer (below) at the pivot axis. An operation the accelerator pedal at different distances from the pivot axis has at the same deflection in each force application point but different operating angle the accelerator pedal, and thus a different load specification, as well as a different accelerator pedal counterforce due to the different lever arms, the result. The same deflection path has, the nearer the force introduction point is located in the direction of the pivot axis, a correspondingly larger deflection angle and thus a correspondingly larger load specification result. The operation of the accelerator pedal in different force introduction points (different far away from the pivot axis) has also (due to the different Lever arms) result in different accelerator pedal return forces. All this in turn results in that the vehicle upon actuation of the Accelerator pedal nearby the pivot axis reacts much more spontaneous and the driver's request so that it is more difficult to dose than when operating with a longer lever, at the point of introduction of force further towards the free end of the accelerator pedal is - here If necessary, the vehicle may even seem rather sluggish.

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.According to the invention Problem solved by the entirety of the features of claim 1, while in the dependent claims preferred developments of the invention are given. An inventive accelerator pedal system includes a pivotally mounted accelerator pedal, a logic unit via which dependent on generates a control signal from the current displacement path of the accelerator pedal as well as detecting means for determining a due to the operation of the Accelerators actually present force application point.

Gemäß der Erfindung ist die Logikeinheit derart ausgebildet, dass das Steuersignal zusätzlich in Abhängigkeit von dem ermittelten Krafteinleitungspunkt erzeugt wird.According to the invention the logic unit is designed such that the control signal in addition dependence is generated by the determined force introduction point.

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.Preferably the logic unit is designed such that the control signal Signal for controlling an actuator for load specification of a motor vehicle drive device forms. The logic unit is in particular such that for the same deflection in different force application points always the same, with the deflection path (of the respective force introduction point) correlating control signal is generated. For example, as Actuator the throttle of an internal combustion engine, a variable Valve drive of the internal combustion engine and / or the injection pump the internal combustion engine are controlled. In hybrid vehicles with electric motor drive or electric vehicles can accordingly the electric drive motor can be controlled. This will be different Angle of the accelerator pedal, due to the same Auslenkungsweges different Force application points have been generated, and thus different Load requirements at one and the same deflection of the accelerator pedal would generate balanced. It is a homogeneous response of the prime mover, independently of which force introduction point the accelerator pedal is actuated, reached.

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.In another embodiment of the invention, the logic unit is designed such that the control signal is a signal for driving an actuator for adjusting the restoring force for the accelerator pedal. As a result, the resulting due to the different levers of different force application points accelerator pedal restoring forces are compensated or aligned. For example, as an actuator, the spring bias of the accelerator pedal return adjusting electric motor can be controlled by the control signal. The logic unit is therefore designed such that for one and the same deflection path in different force introduction points always the same with this Deflection path correlated Pedalrückstellkraft is generated.

Auch kann das Steuersignal zu einer kombinierten Ansteuerung eines Stellgliedes zur Lastvorgabe und eines Stellgliedes zur Einstellung der Fahrpedalrückstellkraft dienen.Also the control signal can be combined to drive an actuator for load specification and an actuator for adjusting the accelerator pedal restoring force serve.

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.Preferably are the detection means for determining the actually existing due to the accelerator pedal operation Force introduction point (usually this is the centroid the contact surface of the driver's foot on the accelerator pedal) as pressure-sensitive sensors on the accelerator pedal surface (resp. integrated into this) formed. In a particularly preferred embodiment this sensor is designed as a kind of conductor foil or conductor mat, into the one resistance bridge Wheatstone resistance bridge) is integrated. The resistance bridge is equipped with measuring resistors that their Resistance value in dependence change from a surface pressure.

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.alternative or additionally can Detecting means that the driver's seat position and / or capture and evaluate the steering wheel position. The evaluation of the position data from driver's seat and / or steering wheel takes place in conjunction with deposited or online (e.g. an interior camera) recorded data in terms of ergonomics and anthropometry of the driver.

Die Erzeugung des Steuersignals in Abhängigkeit von dem ermittelten Krafteinleitungspunkt kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.The Generation of the control signal in dependence on the determined Force application point can be done in different ways.

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 a first embodiment (according to claim 6) becomes the accelerator pedal surface or the detection means arranged thereon are divided into several, arranged differently far from the pivot axis of the accelerator pedal Detection areas divided and each detection area a fixed Correction value assigned. It becomes a so-called reference control signal determined by being dependent from the Auslenkweg a fixed predetermined and unchangeable Force introduction point, a correlating with this force introduction point Control signal is generated. This reference control signal is then with the correction value of the active detection range (detection range in which the driver over the active force application point actuates the accelerator pedal) to one with the active one Force application point correlating resulting control signal linked to the control of an actuator.

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 a second embodiment (according to claim 7) there is no division into coverage areas - rather Each force application point is determined individually and in dependence hereof a path difference between the different deflection paths from actual Force application point and predetermined force application point determined. Subsequently becomes dependent from the determined Auslenkwegdifferenz a correction value for adaptation of the reference control signal, such that at the same deflection the accelerator pedal in different force application points always a control signal of the same size or always the same control signal is formed.

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.In In any case, the predetermined force introduction point is predetermined or predetermined by the structural design of the accelerator pedal system. at an accelerator pedal, in which the electrical control variable, for example by the Resistance value of a rotary potentiometer is determined, determined the predetermined force introduction point of the accelerator pedal by the Anlenkungspunkt the Potentiometerarms, in which the Potentiometerarm on a Joint or

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.Rotary connection is connected to the actuating arm of the accelerator pedal (see also 1 ). This articulation point is projected from the pivot axis of the accelerator pedal via a circular arc with the radius pivot axis-articulation point on the accelerator pedal - whereby the predetermined force application point of the accelerator pedal is fixed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in more detail. Show it:

1: ein Fahrpedalsystem gemäß der Erfindung mit schwenkbar angeordnetem Fahrpedal in schematischer Darstellung, 1 FIG. 2: an accelerator pedal system according to the invention with a pivotably arranged accelerator pedal in a schematic representation,

2: den Zusammenhang von Pedalwegänderung (Auslenkungsweg) und Fahrerwunschvorgabe für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte in schematischer Darstellung in einem Diagramm, 2 : the relationship of pedal travel change (deflection path) and driver command specification for different force introduction points in a schematic representation in a diagram,

3: den Zusammenhang zwischen Pedalwinkel (Schwenkwinkel des Fahrpedals um die Schwenkachse) und Pedalweg (Auslenkungsweg) für unterschiedliche Krafteinleitungspunkte in schematischer Darstellung in einem Diagramm, und 3 : the relationship between pedal angle (swing angle of the accelerator pedal about the pivot axis) and pedal travel (deflection path) for different force application points in a schematic representation in a diagram, and

4: ein Blockschaltbild, welches den schematischen Aufbau einer Logikeinheit gemäß der Erfindung veranschaulicht. 4 : a block diagram illustrating the schematic structure of a logic unit according to the invention.

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. 1 shows the schematic structure of an accelerator pedal system according to the invention in one possible embodiment. The accelerator pedal system (also called electric accelerator pedal) is designed above as a so-called upright system, that is, the accelerator pedal is hinged on the bottom side (pivotally mounted). The accelerator pedal system includes a pivotable about a pivot axis SA stored accelerator pedal 2 , which has a linearly displaceable actuating rod 4 at her the accelerator pedal 2 turned end rotatable with a free end of a Drehpotentiometerarms 6a a rotary potentiometer 6 connected is. The rotary potentiometer 6 delivers in dependence on the pivot angle α of the accelerator pedal 2 a corresponding signal x1 in the form of a resistance value at its output.

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.According to the prior art, this signal x1 becomes a control device 8th supplied and forwarded in the form of a load command to corresponding actuators of the prime mover (eg internal combustion engine or electric machine), the load command in a vehicle acceleration analogous to that via the accelerator pedal 2 implement initiated driver request.

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.According to the invention, detection means are additionally provided 10 to determine a due to the operation of the accelerator pedal 2 Actually present force application point KEP_1, ..., KEP_n available. The detection means 10 In the present case, sensors are arranged in the form of a resistance mat as sensors arranged on the accelerator pedal surface. In this case, a resistance measuring bridge (eg Wheatstone resistance measuring bridge) for determining the actual force introduction point KEP_1,..., KEP_n is integrated in a carrier mat which consists for example of rubber. About the detection means 10 becomes the control unit 8th fed to another input x2. According to the invention is via the logic unit 8th depending on the deflection of the accelerator pedal 2 (Input x1) and in response to the determined actual force introduction point KEP_1, ..., KEP_n (input x2) generates a control signal y1, y2. The generated control signal may be implemented as a control signal y1 for controlling an actuator SG1 (for example in the form of a throttle valve or the like) for load specification of a motor vehicle drive device. Alternatively or additionally, the control signal can be designed as a control signal y2 for controlling an actuator SG2 for setting the accelerator pedal restoring force. In the illustrated embodiment, via the control signal y2, an electric motor for adjusting the biasing force of a return spring F for the accelerator pedal 2 driven.

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.To explain the accelerator pedal system according to the invention, its mode of action will be described below with reference to an accelerator pedal actuation in different force introduction points KEP_1 and KEP_2 (force introduction point = centroid of the contact surface of the foot sole / accelerator pedal surface). Will the accelerator pedal 2 actuated in the force introduction point KEP_2 to set a pedal angle α1 corresponding to the driver's request, the "active" force introduction point KEP_2 of the accelerator pedal moves 2 around a deflection S2. Would the accelerator pedal 2 actuated in the force introduction point KEP_1, the accelerator pedal would have to 2 be moved at this point by a significantly longer displacement S1 to set the same pedal angle α1. According to the prior art, the accelerator pedal 2 always designed for a design-related predetermined force introduction point KEP_vorbestimmt, while in all other force introduction points KEP to set the same driver's request another Auslenkweg the accelerator pedal 2 must be set for the respective force application point. According to the state of the art, in order to specify the same driver's intention in the force introduction point KEP_1 as was done with the shorter deflection path S2 in the force introduction point KEP_2, a longer deflection path S1 should be covered.

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 A_I, A_II 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.According to the invention, these different Auslenkwege S; S1, S2 by means of the logic unit 8th balanced. For this purpose, in one possible embodiment, the deflection path difference (.DELTA.S = S1-S2) between the actual deflection path (eg S2), due to the deflection in the on the detection means 10 determined Krafteinleitungspunkt (KEP_2, actual KEP) was completed and the deflection path (eg S1), which was traveled at the same deflection angle (eg α1) in the predetermined force introduction point KEP_ predetermined. Furthermore, a correction value K for adapting the control signal is formed as a function of the determined deflection path difference, which results for the predetermined force introduction point KEP_ predetermined at present due to the deflection pedal angle α. The adjustment is made such that at the same deflection of the accelerator pedal 2 In different force introduction points KEP_1, ..., KEP_n always a control signal y1, y2 of the same size or always the same control signal is formed. In another possible embodiment is the logic unit 8th designed so that everyone on the detection means 10 determined force introduction point KEP_1, ..., KEP_n is assigned to one of a plurality of detection areas I, II of the pedal surface, said detection areas I, II a different average distance A _I, A _II to the swivel axis SA of the accelerator pedal 2 exhibit. In this case, a predetermined correction value K is assigned to each detection area I, II. The control signal y1, y2 is determined by starting from a reference control signal which is predetermined as a function of the deflection of a predetermined force introduction point KEP_ and this reference control signal is linked to the correction value K. According to this embodiment, the adaptation is performed such that at the same deflection of the accelerator pedal 2 For force application points in different coverage areas always one tax gnal y1, y2 same size or always the same control signal is formed.

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 KK_{EF_vorbestimmt}, beschreibt z.B. die Charakteristik der Fahrerwunschvorgabe bzw. Lastvorgabe für den vorbestimmten Krafteinleitungspunkt KEP_vorbestimmt, während die Kurve darunter, Kurve K_{KEP_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 K_{KEP_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. 2 illustrates the relationship of pedal travel change (deflection path) and driver command specification FW for different force introduction points KEP_1, ..., KEP_n in a schematic representation in a diagram. The mean of the three curves, curve KK _{EF_vorbestimmt} describes, for example, the characteristic of the driver command specification or load default for the predetermined force introduction point KEP_ predetermined, while the curve below, curve K _{KEP_n} , the characteristic of the load specification for a force introduction point KEP_n further away from the pivot axis of the SA accelerator pedal 2 and the curve above, curve K _{KEP_2} , describes the characteristic of the load specification for a force introduction point KEP_2, which is arranged closer to the pivot axis SA. Here it is easy to see how the spontaneity of the load specification increases all the more, the closer the force application point when accelerating by the driver on the pivot axis SA - but at the same time leads to an increasingly difficult Dosbarkeit the load specification. By means of the two dotted arrows, starting from the two curves KEP_2 and KEP_n, it is to be illustrated that the different modes of action or load specifications are compensated for by the correction according to the invention - regardless of whether the driver uses the accelerator pedal 2 in predetermined (or designed) force introduction point KEP_vorbestimmt, in a force introduction point KEP_2 closer direction swivel axis SA or KEP_n at a further distance from the pivot axis actuated SA, always the same load default is output (here: the load default correlating with the predetermined force introduction point KEP_vorbestimmt ). The shaded pedal travel (here: 50 mm to (50 + x) mm) sets the free travel x of the accelerator pedal 2 upon actuation of the accelerator pedal 2 According to accelerator pedal interpretation. This free travel x is used for the correction of the load specification on actuation of the accelerator pedal 2 used in a force introduction point KEP_n above the predetermined force introduction point KEP_ predetermined. The accelerator pedal area in which a correction takes place (and in which thus the detection of the force introduction points is meaningful) can be limited in practice and defined by the structurally predetermined force introduction point KEP_n and the length of the accelerator pedal 2 , The force introduction point to be detected and corrected, which is positioned closest to the pivot axis SA, must be able to be pivoted at least by the maximum deflection path S of the predetermined force introduction point KEP_ predetermined. The force application point to be detected and corrected farthest from the pivotal axis SA is that in the accelerator pedal 2 according to the predetermined force introduction point KEP_vorbestimmt existing idle travel x of the accelerator pedal 2 established. Thus, a lower and an upper limit for a meaningful detection of the force introduction points by means of the detection means 10 Are defined. With an accelerator operation outside these limits, a position-independent correction of the load specification can take place or the load specification according to the initially described prior art as a function of the deflection angle α - regardless of the actual deflection in different force application points - done.

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 KU_{KEP_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 KU_{KEP_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 KU_{KEP_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 the 3 is the relationship between pedal angle (swing angle α of the accelerator pedal 2 about the pivot axis SA starting from a rest position), pedal travel (deflection path S) and resulting drive torque (in percent) for different force introduction points KEP in a schematic representation in a diagram. _{Predetermined} according to the mean curve KU _{KEP_} , which predetermines the relationships for the predetermined force introduction point KEP_ (see also FIG 1 ), at a pedal angle α of approximately 6.7 degrees, a deflection path for this predetermined force introduction point KEP_ predetermined by approximately 15 mm is covered, which corresponds to a drive torque of approximately 43% as the driver's request. According to the other two curves, which represent the relationships for force introduction points at a smaller distance from the pivot axis SA and at a greater distance from the pivot axis SA, would be in a pedal system according to the prior art with the same deflection S each different pedal angle α and thus a set other load specification. According to the curve KU _{KEP_2} , which represents the relationship for a force introduction point KEP_2, which is positioned closer to the predetermined pivot point KEP_ predetermined closer to the pivot axis SA, with the same deflection S = 15 mm, for example, a load requirement of 62% would be set. On the _{other hand} , according to the curve KU _{KEP_n} , which represents the relationship for a force introduction point KEP_n which is positioned ahead of the pivotal axis SA in comparison with the predetermined force introduction point KEP_, a load requirement of 33% would be set with the same displacement path S = 15 mm. By means of the pedal system according to the invention, these different load specifications are compensated for the same deflection path for different force introduction points, so that for each force introduction point one and the same deflection path also has the same load requirement. In the illustrated diagram, therefore, the predetermined load applied by the predetermined or applied force introduction point KEP_ in dependence on the deflection path S would serve as a reference load specification to which the load specification of all other force introduction points would be correct at the same deflection in the respective force application point.

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.In 4 is a block diagram of the schematic structure of the logic unit 8th illustrated in a possible execution. Input variables of the logic unit 8th In the present case, at least one input value x1 correlating with the pedal position (eg pedal angle α or deflection path S) and an input value x2 correlating with the respectively detected force introduction point x2 (eg differential current of the unbalanced measuring bridge). From the input value x2, the difference between the two points is determined, for example via a stored relationship between the actual force introduction point KEP_1,..., KEP_n and predetermined force introduction point KEP_ predetermined, and from this a correction value K is formed. The input value x1 of the pedal position is now linked to the correction value K (for example multiplicatively) to a corrected pedal value. On the basis of the corrected pedal value and possibly other input variables such as engine speed, vehicle speed, engaged gear, current driving program (Sport, Eco, ...) is a corrected manipulated variable y; y1, y2 formed for an actuator SG1, SG2.

Claims

Electric accelerator pedal system for a motor vehicle comprising - a pivotally mounted accelerator pedal ( 2 ), - a logic unit ( 8th ), via which in dependence on the deflection path (S; S1, S2) of the accelerator pedal ( 2 ) a control signal (y; y1, y2) is generated, - detection means ( 10 ) for determining a result of the operation of the accelerator pedal ( 2 ) actually existing force introduction point (KEP_1, ..., KEP_n), - wherein the logic unit ( 8th ) is designed such that the control signal (y; y1, y2) is additionally generated as a function of the determined force introduction point (KEP_1,..., KEP_n).

An accelerator pedal system according to claim 1, characterized in that the logic unit ( 8th ) is designed such that the control signal (y; y1, y2) is a signal for driving an actuator (SG1) for load specification of a motor vehicle drive device.

An accelerator pedal system according to any one of the preceding claims, characterized in that the logic unit ( 8th ) such that the control signal (y; y1, y2) is a signal for actuating an actuator (SG2) for setting the restoring force for the accelerator pedal ( 2 ).

An accelerator pedal system according to any one of the preceding claims, characterized in that the detection means ( 10 ) are arranged as arranged on the accelerator pedal surface touch sensor, in particular as a Wheatstone resistance bridge.

An accelerator pedal system according to any one of the preceding claims, characterized in that detection means ( 10 ) are designed as means for detecting and evaluating the driver's seat position and / or the steering wheel position, wherein the evaluation of the position data is carried out in conjunction with data on the ergonomics and anthropometry of a potential driver.

An accelerator pedal system according to any one of the preceding claims, characterized in that the logic unit ( 8th ) is designed such that - each via the detection means ( 10 ) is assigned to one of a plurality of detection areas (I, II) of the accelerator pedal surface, wherein the detection areas (I, II) at a different distance from the pivot axis (SA) of the accelerator pedal (Z) 2 ), - each detection range (I, II) is assigned a predetermined correction value (K), - and the control signal (y; y1, y2) is determined by starting from a reference control signal which depends on the deflection of a predetermined force application point ( KEP_vorbestimmt) is determined, this reference control signal with the correction value (K) is linked.

An accelerator pedal system according to one of the preceding claims 1-5, characterized in that the logic unit ( 8th ) is formed such that the deflection path difference between the actual deflection path (S2), which due to the deflection in the over the detection means ( 10 ) and the deflection path (S1), which was traveled at the same deflection angle (α1) in the predetermined force introduction point (KEP_vorbestimmt), is determined, and that depending on the determined Auslenkungswegdifferenz a correction value (K) for adjustment of the control signal is formed, which results for the predetermined force introduction point (KEP_vorbestimmt) at present due to the deflection pedal angle (α1 '), and the adaptation is carried out such that at the same deflection path (S2) of the accelerator pedal ( 2 ) in different force introduction points (KEP_2, KEP_vorbestimmt) always a control signal (y; y1, y2) of the same size is formed.