DE102012012637A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine. Erfindungsgemäß wird ein Zusammenwirken von Fahrpedal und Verbrennungskraftmaschine mittels einer Steuereinheit gesteuert und/oder geregelt und mittels dieser Steuereinheit eine Hysterese einer Pedalkennlinie (PKL) erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die DE 10 2009 021 587 A1 beschreibt ein Verfahren zur Geschwindigkeitsregulierung in einem Kraftfahrzeug mittels eines Pedalsystems mit Kraftrückstellungseinrichtung, umfassend im Wesentlichen einen Pedalhebel mit einer Pedalrückholfeder, die den Pedalhebel in seine Nulllage bringen kann, einen Elektromotor, der um einen Drehpunkt schwenkbar ist, und der im bestromten Zustand eine Rückstellkraft auf den Pedalhebel in Richtung von dessen Nulllage ausüben kann, eine Motorrückholfeder zur Rückstellung des Elektromotors in Richtung der Nulllage des Elektromotors und eine Steuereinheit zur Steuerung des Elektromotors. Dabei erzeugen bei stromlosem Elektromotor die Pedalrückholfeder, die Motorrückholfeder und ein Hystereseelement eine passive Pedalkennlinie. Diese passive Pedalkennlinie ist durch Bestromung des Elektromotors veränderbar, sie lässt sich additiv maximal mit dem zur Verfügung stehenden Moment des Elektromotors und subtraktiv im Bereich der Federkonstante der Motorrückholfeder variieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Beim Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine wird ein Zusammenwirken von Fahrpedal und Verbrennungskraftmaschine erfindungsgemäß mittels einer Steuereinheit gesteuert und/oder geregelt und mittels dieser Steuereinheit eine Hysterese einer Pedalkennlinie erzeugt.
  • Bei einem herkömmlichen Fahrpedal sind ein ansteigender Pedalkennlinienabschnitt, welcher einer Zustellbewegung des Fahrpedals zugeordnet ist, und ein abfallender Pedalkennlinienabschnitt, welcher einer Rückbewegung des Fahrpedals zugeordnet ist, deckungsgleich ausgebildet. Dadurch muss insbesondere zu Beginn einer Rückbewegung des Fahrpedals ein sehr großer Betätigungsweg zurückgelegt werden, bis eine wahrnehmbare Reaktion der Verbrennungskraftmaschine auf diese Bewegung, beispielsweise ein Einsetzen einer Motorbremswirkung, erfolgt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausformung einer Hysterese in der Pedalkennlinie erfolgt eine spontanere, für den Fahrzeugführer früher spürbare, Reaktion auf Pedalbewegungen.
  • Daraus resultiert ein spontaneres Ansprechverhalten der Verbrennungskraftmaschine.
  • Besonders vorteilhafterweise erfolgt eine Reaktion der Verbrennungskraftmaschine und des gesamten Fahrzeugs auch bei Rückbewegungen des Fahrpedals signifikant spontaner, ohne dass bei erneuter Zustellbewegung des Fahrpedals ein Agilitätsverlust zu verzeichnen wäre.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch einen ansteigenden Pedalkennlinienabschnitt während einer Zustellbewegung eines Fahrpedals,
  • 2 schematisch eine Pedalkennlinie mit einer Hysterese, wobei ein abfallender Pedalkennlinienabschnitt nach einer Zustellbewegung des Fahrpedals bis zu einem Endanschlag aktiviert wird,
  • 3 schematisch eine Pedalkennlinie mit einer Hysterese, wobei ein abfallender Pedalkennlinienabschnitt um einen vorgebbaren Hysteresewert zum ansteigenden Pedalkennlinienabschnitt verschoben wird und
  • 4 schematisch einen abschnittsweise vergrößerten Ausschnitt der Pedalkennlinie gemäß 3.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt schematisch einen ansteigenden Pedalkennlinienabschnitt PKL1 während einer Zustellbewegung eines Fahrpedals.
  • Ein solches Fahrpedal ist als herkömmliches Fahrpedal ausgebildet und bevorzugt Teil eines nicht dargestellten Fahrpedalmoduls. Ein solches Fahrpedalmodul ist Teil eines herkömmlichen Antriebsstrangs, welcher zumindest eine Verbrennungskraftmaschine, Antriebsräder und entsprechende Mittel zur Übertragung eines Antriebsmoments zwischen Verbrennungskraftmaschine und Antriebsrädern umfasst.
  • Eine Steuereinheit steuert und/oder regelt den Betrieb des Antriebsstrangs und ist dazu zumindest mit der Verbrennungskraftmaschine elektrisch gekoppelt.
  • Zur Momentenvorgabe oder -anforderung an die Verbrennungskraftmaschine durch einen Fahrzeugführer ist die Steuereinheit mit dem Fahrpedalmodul verbunden. Das Fahrpedalmodul ist dabei vorzugsweise als herkömmliches Fahrpedal mit einem integrierten mechanischen, motorischen, elektrischen, magnetischen und/oder elektromagnetischen Antrieb ausgebildet.
  • Das Fahrpedalmodul umfasst zumindest ein Fahrpedal, welches an einer Koppelstelle schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und einen vorzugsweise elektrischen Wegaufnehmer. Das Fahrpedal ist beispielsweise als herkömmliches stehendes oder hängendes Fahrpedal ausgebildet, mittels dessen ein Fahrzeugführer eine Momentenanforderung an die Verbrennungskraftmaschine steuert und/oder regelt. Diese Momentenanforderung erfolgt durch ein Niederdrücken des Fahrpedals mittels eines Fußes des Fahrzeugführers. Dadurch wird ein Pedalbetätigungsweg am Fahrpedal eingestellt.
  • Der Pedalbetätigungsweg korrespondiert dabei mit den Pedalrohwerten PRW. Diese am Fahrpedal eingestellten Pedalrohwerten PRW werden mittels einer Pedalkennlinie PKL in der Steuereinheit in Pedalwerte PW umgewandelt, anhand derer die Momentenvorgabe oder -anforderung an die Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
  • Um ein spontanes, agiles und daraus resultierend kraftvolles Ansprechverhalten der Verbrennungskraftmaschine bei einer Zustellbewegung des Fahrpedals zu erreichen, wird während der Zustellbewegung ein ansteigender Pedalkennlinienabschnitt PKL1 aktiviert, welcher in einem ersten Abschnitt I einen im Vergleich zum anschließenden zweiten Abschnitt II steileren Anstieg eines Pedalwertes PW bewirkt.
  • Bei einem herkömmlichen Fahrpedal sind der ansteigende Pedalkennlinienabschnitt PKL1, welcher der Zustellbewegung des Fahrpedals zugeordnet ist, und ein abfallender Pedalkennlinienabschnitt PKL2, welcher einer Rückbewegung des Fahrpedals zugeordnet ist, deckungsgleich ausgebildet. Dadurch muss insbesondere zu Beginn einer Rückbewegung des Fahrpedals ein sehr großer Pedalbetätigungsweg zurückgelegt werden, bis eine wahrnehmbare Reaktion der Verbrennungskraftmaschine auf diese Bewegung, beispielsweise ein Einsetzen einer Motorbremswirkung, erfolgt.
  • 2 zeigt schematisch eine Pedalkennlinie PKL mit einer erfindungsgemäßen Hysterese. Dabei wird der abfallende Pedalkennlinienabschnitt PKL2 nach einer Zustellbewegung des Fahrpedals bis zu einem Endanschlag E aktiviert. Ein solcher Endanschlag E ist am Ende des Pedalbetätigungswegs ausgebildet oder angeordnet. Mit anderen Worten wird das Fahrpedal vollständig durchgetreten, um den abfallenden Pedalkennlinienabschnitt PKL2 während der Rückbewegung des Fahrpedals zu aktivieren.
  • Ein Anstieg des abfallenden Pedalkennlinienabschnitts PKL2 entspricht dabei im Wesentlichen dem Anstieg des ersten Abschnitts I des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1.
  • 3 zeigt schematisch eine Pedalkennlinie PKL mit einer Hysterese, wobei ein zweiter abfallender Pedalkennlinienabschnitt PKL3 um einen vorgebbaren Hysteresewert Y zum ansteigenden Pedalkennlinienabschnitt PKL1 verschoben wird.
  • In dieser Ausführungsvariante der Erfindung wird nach einer Zustellbewegung des Fahrpedals im Bereich des zweiten Abschnitts II des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1 zur Rückbewegung des Fahrpedals der abfallende Pedalkennlinienabschnitt PKL2 um einen vorgebbaren Hysteresewert Y verschoben.
  • Der vorgebbare Hysteresewert Y wird dabei bevorzugt in Abhängigkeit der Pedalrohwerte PRW und der Pedalwerte PW ermittelt.
  • 4 zeigt schematisch einen abschnittsweise vergrößerten Ausschnitt der Pedalkennlinie PKL gemäß 3.
  • Der Hysteresewert Y wird anhand folgender Gleichung ermittelt: Y = PRW2 – PRW1 – Z
  • Dabei ist der Pedalrohwert PRW1 ein dem Punkt X1 des Pedalkennlinienabschnitts PKL1 zugeordneter Pedalrohwert PRW und der Pedalrohwert PRW2 ist der dem Punkt X2 im zweiten Abschnitt II des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1 zugeordnete Pedalrohwert PRW.
  • Der Punkt X1 markiert den Übergang des ersten Abschnitts I zum zweiten Abschnitt II des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1.
  • Der Punkt X2 markiert den maximal während der Zustellbewegung des Fahrpedals im zweiten Abschnitt II des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1 eingestellten Wert.
  • Der Wert Z wird anhand folgender Gleichung ermittelt: Z = PW2 – PW1
  • Dabei ist der Pedalwert PW1 der dem Punkt X1 des Pedalkennlinienabschnitts PKL1 zugeordneter Pedalwert PW und der Pedalwert PW2 ist der dem Punkt X2 im zweiten Abschnitt II des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1 zugeordnete Pedalwert PW.
  • Daraus ergibt sich für die Strecke zwischen den Punkten X2 und X3 eine Gerade mit einem Anstieg von 1, wobei der Punkt X3 den um den Hysteresewert Y verschobenen Punkt X1 markiert.
  • Analog der beschriebenen Rückbewegung des Fahrpedals, auch als Gaswegnahme bezeichnet, kann dieses Verfahren auch bei Zustellbewegung des Fahrpedals im ersten Abschnitts I des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1 angewendet werden.
  • Hier erfolgt eine Verschiebung der Pedalkennlinie PKL, insbesondere des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts PKL1, entsprechend in umgekehrter Richtung.
  • Bezugszeichenliste
    • PKL1
    ansteigender Pedalkennlinienabschnitt
    PKL2
    abfallender Pedalkennlinienabschnitt
    PKL3
    zweiter abfallender Pedalkennlinienabschnitt
    PKL
    Pedalkennlinie
    PRW
    Pedalrohwert
    PW
    Pedalwert
    I, II
    Abschnitt
    Y
    Hysteresewert
    Z
    Wert
    X1 bis X3
    Punkte
    E
    Endanschlag
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009021587 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Fahrpedals eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusammenwirken von Fahrpedal und Verbrennungskraftmaschine mittels einer Steuereinheit gesteuert und/oder geregelt und mittels dieser Steuereinheit eine Hysterese einer Pedalkennlinie (PKL) erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zustellbewegung des Fahrpedals ein ansteigender Pedalkennlinienabschnitt (PKL1) aktiviert wird, welcher in einem ersten Abschnitt (I) einen im Vergleich zum anschließenden zweiten Abschnitt (II) steileren Anstieg eines Pedalwertes (PW) bewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rückbewegung des Fahrpedals ein abfallender Pedalkennlinienabschnitt (PKL2) aktiviert wird, dessen Anstieg im Wesentlichen dem Anstieg des ersten Abschnitts (I) des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts (PKL1) entspricht.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der abfallende Pedalkennlinienabschnitt (PKL2) nach einer Zustellbewegung des Fahrpedals bis zu einem Endanschlag (E) aktiviert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Zustellbewegung des Fahrpedals im Bereich des zweiten Abschnitts (II) des ansteigenden Pedalkennlinienabschnitts (PKL1) zur Rückbewegung des Fahrpedals der zweite abfallende Pedalkennlinienabschnitt (PKL3) um einen vorgebbaren Hysteresewert (Y) verschoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Hysteresewert (Y) in Abhängigkeit der Pedalrohwerte (PRW1, PRW2) und der Pedalwerte (PW1, PW2) ermittelt wird.
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DE102009021587A1 (de) 2009-05-15 2010-11-25 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung

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