DE102010010400A1

DE102010010400A1 - Fahrpedal für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb des Fahrpedals

Info

Publication number: DE102010010400A1
Application number: DE102010010400A
Authority: DE
Inventors: Dino DEMMA; Ralf Wilfert; Frank Leopold
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-08
Also published as: GB201103249D0; GB2478407A; US20110214526A1

Abstract

Ein Fahrpedal (1) für ein Kraftfahrzeug hat ein Dämpfungselement (6) mit einer Verstelleinheit (7). Über das Dämpfungselement (6) lässt sich eine Kraft einstellen, die der Bewegung eines Pedalarms (2) des Fahrpedals (1) entgegenwirkt. Die Verstelleinheit (7) ist mit einer Steuereinrichtung (8) verbunden und verstellt das Dämpfungselement (6) in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung (8). Damit kann die Kraft, die der Bewegung des Pedalarms (2) entgegenwirkt, in Abhängigkeit von mit der Steuereinrichtung (8) verbundenen Bedieneinheiten (9, 10) oder eines Sensors (11) am Fahrpedal (1) eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrpedal für ein Kraftfahrzeug mit einem auslenkbaren Pedalarm und mit einem Dämpfungselement zur Erzeugung einer der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines einen auslenkbaren Pedalarm und ein Dämpfungselement aufweisenden Fahrpedals.
Solche Fahrpedale werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Im Betrieb wird die Auslenkung des Pedalarms von einer Sensorik erfasst und deren Signale von einer Steuereinheit ausgewertet. Bei diesen Fahrpedalen vermeidet das Dämpfungselement unerwünschte Schwankungen der Auslenkung des Pedalarms. Das Dämpfungselement heutiger Fahrpedale wird meist einmal bei deren Herstellung eingestellt. Eine Nachjustierung einer beispielsweise durch Verschleiß nachlassenden Dämpfung erfolgt in der Regel nicht.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Fahrpedal der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass es eine individuelle und vom gewählten Einsatzzweck abhängige Dämpfung ermöglicht. Weiterhin soll ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals geschaffen werden, bei welchem die Dämpfung einfach anpassbar ist.
Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Dämpfungselement eine regelbare Verstelleinheit zur Verstellung der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft hat, dass die regelbare Verstelleinheit mit einer Steuereinrichtung verbunden ist und dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung verstellbar ist.
Durch diese Gestaltung kann die Dämpfung der Auslenkung des Pedalarms einfach während des Betriebs und während der Fahrt des Kraftfahrzeuges verändert werden. Die Werte für die individuell von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges gewünschte Dämpfung werden vorzugsweise in einem persönlichen Menü eines Zentralcomputers abgespeichert. Die Stärke der Dämpfung kann auch mit dem vorgesehenen Einsatzzweck des Kraftfahrzeuges variieren. Damit ermöglicht das Fahrpedal eine individuelle und vom gewählten Einsatzzweck abhängige Dämpfung.
Der Fahrer des Kraftfahrzeuges erhält gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine fühlbare Rückmeldung von dem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, wenn die Steuereinrichtung zur Erfassung eines gewählten Fahrmodus des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist und wenn die Signale der Steuereinrichtung von dem gewählten Fahrmodus abhängig sind. Hierdurch kann in einem Sportmodus der Pedalarm mit einer anderen Kraft beaufschlagt werden, als beispielsweise in einem Komfortmodus.
Das erfindungsgemäße Fahrpedal lässt sich besonders vielseitig anpassen, wenn die Signale der Steuereinrichtung von dem Auslenkwinkel und/oder der Geschwindigkeit der Veränderung des Auslenkwinkels des Pedalarms abhängig sind. Durch diese Gestaltung lässt sich beispielsweise in einem Modus für ökonomische Fahrweise die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei einer großen Auslenkung oder einem schnellen Niederdrücken des Pedalarms erhöhen, während im sportlichen Modus der Pedalarm mit im Wesentlichen konstanter Kraft bis zur vollen Auslenkung auslenkbar ist. Weiterhin lässt sich mit dieser Gestaltung ein so genannter Kickdown-Anschlag simulieren, bei dem die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei nahezu vollständig niedergedrücktem Pedalarm erhöht ist und bei Überwindung dieses Widerstandes eine Motor/Getriebesteuereinheit beispielsweise einen Gang zurückschaltet.
Die Dämpfungseinheit könnte beispielsweise einen Hydraulikdämpfer aufweisen. Die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft lässt sich jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders genau einstellen, wenn das Dämpfungselement als Reibkupplung und die Verstelleinheit zur Veränderung der Vorspannkraft der Reibkupplung ausgebildet sind. Vorzugsweise wird eine Reibkupplung ausgewählt, bei der der Verschleiß kompensiert werden kann.
Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zum Betrieb eines einen auslenkbaren Pedalarm und ein Dämpfungselement aufweisenden Fahrpedals, bei welchem die Dämpfung einfach anpassbar ist, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch gelöst, dass eine regelbare Verstelleinheit das Dämpfungselement ansteuert, dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft regelbar ist und dass eine Steuereinrichtung mit der regelbaren Verstelleinheit verbunden ist, so dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft in Abhängigkeit von den Signalen der Steuereinrichtung verstellt wird.
Durch diese Gestaltung lässt sich die Dämpfung der Auslenkung des Pedalarms mittels der Signale der Steuereinrichtung einfach anpassen. Die Anpassung kann dabei von nahezu beliebigen ausgewählten Einflussfaktoren festgelegt werden. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung der Verstelleinheit nicht abrupt, sondern langsam ansteigend.
Das Verfahren ermöglicht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders vielseitige Anpassung der Dämpfung des Pedalarms, wenn die Ansteuerung der Verstelleinheit in Abhängigkeit von dem Auslenkwinkel des Pedalarms und/oder der Geschwindigkeit der Veränderung des Pedalarms erfolgt.
Bei der Aktivierung einer automatischen Geschwindigkeitsregelung wird die Fahrgeschwindigkeit automatisch konstant gehalten. Damit die automatische Geschwindigkeitsregelung nicht versehentlich beeinflusst wird, stellt der Fahrer seinen Fuß in der Regel neben dem Fahrpedal ab. Dies kann jedoch dazu führen, dass das Bremspedal gegebenenfalls nicht schnell genug erreichbar ist. Eine versehentliche Auslenkung des Pedalarms lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei der Aktivierung einer automatischen Geschwindigkeitsregelung erhöht wird. Durch diese Gestaltung kann der Fahrer seinen Fuß auf dem Fahrpedal abstellen, wenn er die automatische Geschwindigkeitsregelung aktiviert hat. Das Bremspedal ist in der gewohnten Entfernung zum Fuß und damit schnell zu erreichen. Der Auslenkung des Pedalarms wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine erhöhte Kraft entgegengesetzt, wodurch sichergestellt wird, dass die automatische Geschwindigkeitsregelung nicht versehentlich beeinflusst wird. Will jedoch der Fahrer die automatische Geschwindigkeitsregelung willentlich beeinflussen, kann er den Pedalarm mit erhöhter Kraft auslenken.
Das Fahrpedal lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders komfortabel bedienen, wenn die Erhöhung der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft bei der Deaktivierung der automatischen Geschwindigkeitsregelung zurückgenommen wird.
Zur weiteren Erhöhung des Komforts bei der Bedienung des Fahrpedals trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Aktivierung der automatischen Geschwindigkeitsregelung und die erfolgte Erhöhung der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft bei einem Niederdrücken des Pedalarms zurückgenommen wird.
Der Fahrer erhält gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in einem sportlichen Modus eine direkte Rückmeldung seiner Fahrweise, wenn die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei der Auswahl eines sportlichen Modus gegenüber einem Grundwert erhöht wird.
Ein das Fahrpedal aufweisendes Kraftfahrzeug lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders entspannt fahren, wenn die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei der Auswahl eines Comfortmodus gegenüber einem Grundwert verringert wird.
Das Kraftfahrzeug, welches das mit dem Verfahren betriebene Gaspedal aufweist, lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach individuell anpassen, wenn der Grundwert der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft und/oder der Betrag, gegenüber dem die Kraft erhöht oder verringert ist, von dem Fahrer einstellbar ist. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des Grundwertes über ein ohnehin vorhandenes Menü in einem Zentralcomputer des Kraftfahrzeuges.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 schematisch ein Fahrpedal mit einer Steuereinrichtung,
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrpedals.
1 zeigt schematisch ein Fahrpedal 1 eines Kraftfahrzeuges mit einem senkrecht zur Zeichenebene auslenkbaren Pedalarm 2. Neben dem Fahrpedal 1 ist ein Bremspedal 3 angeordnet. Das Fahrpedal 1 und das Bremspedal 3 sind auf einem gemeinsamen Träger 4 schwenkbar gelagert und in eine Grundstellung vorgespannt, von der aus sie niedergedrückt werden können. An dem Fahrpedal 1 ist ein als Reibkupplung mit Reibbelägen 5 ausgebildetes Dämpfungselement 6 angeordnet. Das Dämpfungselement 6 hat eine regelbare Verstelleinheit 7 zur Vorspannung der Reibbeläge 5. Die Verstelleinheit 7 ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung 8 verbunden. Die elektronische Steuereinrichtung 8 hat zudem eine Verbindung mit einer Bedieneinheit 9 zur Auswahl von verschiedenen Fahrmodi und mit einer zweiten Bedieneinheit 10 für eine automatische Geschwindigkeitsregelung. Ein am Fahrpedal 1 angeordneter Sensor 11 dient zur Erfassung des Auslenkwinkels des Pedalarms 2.
Bei einer hohen Vorspannung der Reibbeläge 5 wird der Auslenkung des Pedalarms 2 eine hohe Kraft entgegengesetzt, während bei einer niedrigen Vorspannung der Reibbeläge 5 der Auslenkung des Pedalarms 2 eine niedrige Kraft entgegengesetzt wird. Die regelbare Verstelleinheit 7 erzeugt die Vorspannung der Reibbeläge 5 in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung 8. Die Ansteuerung der Verstelleinheit 7 durch die Steuereinrichtung 8 erfolgt in Abhängigkeit von dem gewählten Fahrmodus und von der Aktivierung oder Deaktivierung der automatischen Geschwindigkeitsregelung. Weiterhin vermag die Steuereinrichtung 8 in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors 11 am Fahrpedal 1 den Auslenkwinkel und die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Pedalarms 2 zu erfassen. Hierdurch kann die Steuereinrichtung 8 die jeweilige Kraft, die der Bewegung des Pedalarms 2 entgegengesetzt wird, in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors 11 und der Bedieneinheiten 9, 10 einstellen.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist das Dämpfungselement 6 als Hydraulikelement, beispielsweise mit einem Hydraulikzylinder ausgebildet. Die Verstelleinheit 7 dient dann zur Verstellung von Strömungsquerschnitten in dem Hydraulikelement.
2 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betrieb des Fahrpedals aus 1. In einem ersten Schritt S1 wird erfasst, welcher Fahrmodus über die Bedieneinheit 9 gewählt und ob die automatische Geschwindigkeitsregelung über die zweite Bedieneinheit 10 aktiviert wurde.
In einem weiteren Schritt S2 wird über den Sensor 11 der Auslenkwinkel des Pedalarms 2 des Fahrpedals 1 erfasst. Die Steuereinrichtung 8 berechnet in einem weiteren Schritt S3 die der weiteren Auslenkung des Pedalarms 2 entgegenzusetzende Kraft und steuert in einem weiteren Schritt S4 die Verstelleinheit 7 an.
In der vorstehenden Beschreibung ist eine Ausführung der Erfindung beispielhaft erläutert worden. Daneben existiert noch eine Vielzahl von weiteren Ausführungen, die keine Erwähnung gefunden haben. Mit der Beschreibung lediglich eines oder auch mehrerer Ausführungsbeispiele ist aber keine, wie auch immer geartete Beschränkung des Schutzumfanges, der Anwendung oder der Ausführung der Erfindung beabsichtigt. Die vorhergehende Beschreibung der Erfindung soll dem Fachmann lediglich eine Anleitung an die Hand geben, die es ihm ermöglicht, die Erfindung in der beschriebenen Art zu realisieren. Darüber hinaus sind weitere Änderungen in den Funktionen und der Anordnung der beschriebenen Elemente des Ausführungsbeispieles denkbar, ohne dass der Schutzbereich, wie er von den Patentansprüchen und deren Äquivalenten bestimmt wird, verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrpedal
2: Pedalarm
3: Bremspedal
4: Träger
5: Reibbelag
6: Dämpfungselement
7: Verstelleinheit
8: Steuereinrichtung
9, 10: Bedieneinheit
11: Sensor

Claims

Fahrpedal (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem auslenkbaren Pedalarm (2) und mit einem Dämpfungselement (6) zur Erzeugung einer der Auslenkung des Pedalarms (2) entgegen gesetzte Kraft, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) eine regelbare Verstelleinheit (7) zur Verstellung der der Auslenkung des Pedalarms (2) entgegengesetzten Kraft hat, dass die regelbare Verstelleinheit (7) mit einer Steuereinrichtung (8) verbunden ist und dass die der Auslenkung des Pedalarms (2) entgegengesetzte Kraft in Abhängigkeit von Signalen der Steuereinrichtung (8) verstellbar ist.
Fahrpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zur Erfassung eines gewählten Fahrmodus des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist und dass die Signale der Steuereinrichtung (8) von dem gewählten Fahrmodus abhängig sind.
Fahrpedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Steuereinrichtung (8) von dem Auslenkwinkel und/oder der Geschwindigkeit der Veränderung des Auslenkwinkels des Pedalarms (2) abhängig sind.
Fahrpedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) als Reibkupplung und die Verstelleinheit (7) zur Veränderung der Vorspannkraft der Reibkupplung ausgebildet sind.
Verfahren zum Betrieb eines einen auslenkbaren Pedalarm und ein Dämpfungselement aufweisenden Fahrpedals, dadurch gekennzeichnet, dass eine regelbare Verstelleinheit das Dämpfungselement ansteuert, dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft regelbar ist und dass eine Steuereinrichtung mit der regelbaren Verstelleinheit verbunden ist, so dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft in Abhängigkeit von den Signalen der Steuereinrichtung verstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Verstelleinheit in Abhängigkeit von dem Auslenkwinkel des Pedalarms und/oder der Geschwindigkeit der Veränderung des Pedalarms erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei der Aktivierung einer automatischen Geschwindigkeitsregelung erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft bei der Deaktivierung der automatischen Geschwindigkeitsregelung zurückgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Aktivierung der automatischen Geschwindigkeitsregelung erfolgte Erhöhung der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft bei einem Niederdrücken des Pedalarms zurückgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei der Auswahl eines sportlichen Modus gegenüber einem Grundwert erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzte Kraft bei der Auswahl eines Comfortmodus gegenüber einem Grundwert verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundwert der der Auslenkung des Pedalarms entgegengesetzten Kraft und/oder der Betrag, gegenüber dem die Kraft erhöht oder verringert ist, vom Fahrer einstellbar ist.