DE102017209048A1

DE102017209048A1 - Accelerator pedal device as well as vehicle

Info

Publication number: DE102017209048A1
Application number: DE102017209048.0A
Authority: DE
Inventors: David Vollmer; Ulrich Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-12-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrpedalvorrichtung (1) umfassend ein Pedal (2), welches entlang einer Betätigungsrichtung (600) betätigbar ist, und eine Federvorrichtung (13) umfassend zumindest eine Feder (3, 4) zum Aufbringen einer Rückstellkraft (100) auf das Pedal (2), wobei das Pedal (2) entlang eines gesamten Pedalwegs (8, 9) zwischen einer ersten Stellung (20) und einer zweiten Stellung (30) bewegbar ist, und wobei durch die Federvorrichtung (13) das Pedal (2) in eine Neutralstellung (7) rückstellbar ist, die zwischen der ersten Stellung (20) und der zweiten Stellung (30) liegt.The present invention relates to an accelerator pedal device (1) comprising a pedal (2) which is actuable along an actuating direction (600), and a spring device (13) comprising at least one spring (3, 4) for applying a restoring force (100) to the Pedal (2), wherein the pedal (2) along an entire pedal travel (8, 9) between a first position (20) and a second position (30) is movable, and wherein by the spring device (13) the pedal (2) in a neutral position (7) is reset, which lies between the first position (20) and the second position (30).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrpedalvorrichtung, insbesondere eine Fahrpedalvorrichtung eines Fahrzeugs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug umfassend eine derartige Fahrpedalvorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung. Im Rahmen dieser Erfindung werden die Begriffe aufweisen und umfassen synonym verwendet.The present invention relates to an accelerator pedal device, in particular an accelerator pedal device of a vehicle. Moreover, the invention relates to a vehicle comprising such an accelerator pedal device. The invention further relates to a method for operating such a device. In the context of this invention, the terms will be understood and used synonymously.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrpedalvorrichtungen bekannt, die dem Fahrer eine haptische Rückmeldung geben. Unter Fahrpedalvorrichtungen wird im Rahmen dieser Erfindung ein System verstanden, das ein Fahrpedal eines Fahrzeugs aufweist. Mit dem Fahrpedal ist eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuerbar und oder regelbar, indem beispielsweise eine Leistung eines Antriebsmotors (Verbrennungsmotor und oder Elektromotor) erhöht oder reduziert wird, wenn das Fahrpedal betätigt (gedrückt oder entlastet) wird. Die haptische Rückmeldung kann hierbei verschiedene Formen annehmen, wie insbesondere ein Anklopfen, Vibrieren und oder in Form eines vollvariablen Druckpunkts. Um solche haptischen Rückmeldungen zu erzeugen, sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Häufig wird eine Kraft generiert und durch einen Aktor auf einen Pedalarm der Fahrpedalvorrichtung übertragen.From the prior art accelerator pedal devices are known which give the driver a haptic feedback. Under accelerator pedal devices is understood in the context of this invention, a system having an accelerator pedal of a vehicle. With the accelerator pedal, a speed of the vehicle can be controlled and / or regulated, for example by increasing or reducing a power of a drive motor (internal combustion engine and / or electric motor) when the accelerator pedal is actuated (pressed or released). The haptic feedback here can take various forms, such as in particular knocking, vibrating and or in the form of a fully variable pressure point. To generate such haptic feedback, various possibilities are known. Frequently, a force is generated and transmitted by an actuator to a pedal arm of the accelerator pedal device.

Aus dem Stand der Technik sind außerdem Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge bekannt. Bei Fahrpedalvorrichtungen von Hybridfahrzeugen ist bekannt, dass bei Umschalten zwischen Elektroantrieb und Verbrennungsantrieb ein variabler Druckpunkt des Fahrpedals eingestellt wird.In addition, electric vehicles and hybrid vehicles are known from the prior art. In accelerator pedal devices of hybrid vehicles is known that when switching between electric drive and combustion drive, a variable pressure point of the accelerator pedal is adjusted.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Fahrpedalvorrichtung erlaubt z.B. die Verwendung in einem Fahrzeug mit lediglich einem oder mehreren Elektromotoren als Antrieb. Insbesondere ermöglicht die Fahrpedalvorrichtung das Signalisieren, dass sich das Fahrzeug in einem Rekuperationsbetrieb befindet. Der Rekuperationsbetrieb liegt insbesondere dann vor, wenn das Fahrzeug verzögert wird und gleichzeitig ein Energiespeicher des Fahrzeugs aufgeladen wird. Somit erfolgt im Rekuperationsbetrieb eine Energierückgewinnung aus der kinetischen Energie des Fahrzeugs. Außerdem kann dem Fahrer mittels der erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung signalisiert werden, ab welchem Pedalwinkel tatsächlich ein Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs aufgebracht wird. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass eine Kraft-Weg-Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung in einem Bewegungsbereich einen Nulldurchgang aufweist. Der Bewegungsbereich kann sich z.B. zwischen zwei mechanischen Anschlägen erstrecken.The accelerator pedal device according to the invention allows e.g. the use in a vehicle with only one or more electric motors as a drive. In particular, the accelerator pedal device allows signaling that the vehicle is in a recuperation mode. The recuperation operation is particularly present when the vehicle is decelerated and at the same time an energy storage of the vehicle is charged. Thus, in the recuperation operation, an energy recovery from the kinetic energy of the vehicle takes place. In addition, the driver can be signaled by means of the pedal device according to the invention, from which pedal angle actually a torque is applied to drive the vehicle. This is achieved, in particular, in that a force-displacement characteristic of the accelerator pedal device has a zero crossing in a movement range. The range of motion may be e.g. extend between two mechanical stops.

Die erfindungsgemäße Fahrpedalvorrichtung umfasst ein Pedal, welches entlang einer Betätigungsrichtung betätigbar ist und so entlang des Bewegungsbereichs betätigbar ist. Insbesondere ist das Pedal von einem Fuß eines Benutzers betätigbar, sodass eine Bedienung des Pedals einer Bedienung eines herkömmlichen Fahrpedals entspricht. Die Fahrpedalvorrichtung weist außerdem eine Federvorrichtung auf. Die Federvorrichtung umfasst eine Feder zum Aufbringen einer Rückstellkraft auf das Pedal. Insbesondere können auch mehrere Federn verwendet werden. Durch die Rückstellkraft ist sichergestellt, dass das Pedal von der Federvorrichtung entgegen der Betätigungsrichtung bewegt werden kann. Somit kann das Pedal stets in eine Neutralstellung überführt werden, nachdem es von einem Benutzer betätigt wurde. Das Pedal ist entlang eines gesamten Pedalweges zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar. Die Betätigungsrichtung ist insbesondere von der ersten Stellung zu der zweiten Stellung hin orientiert. Durch die Federvorrichtung ist das Pedal in eine Neutralstellung rückstellbar, die zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung liegt. Bei der Neutralstellung handelt es sich um einen kräftefreien Zustand. Somit ist die Neutralstellung eine stabile Position, in der das Pedal verbleibt, wenn keine externe Kraft, insbesondere durch den Benutzer, aufgebracht wird. Ist lediglich eine einzige Feder in der Federvorrichtung vorhanden, so ist vorgesehen, dass diese Feder in der Neutralstellung des Pedals relaxiert ist. In Abhängigkeit davon, ob das Pedal in Richtung der ersten Stellung oder in Richtung der zweiten Stellung bewegt wird, wirkt die Feder z.B. entweder als Zugfeder oder als Druckfeder. Durch das Vorsehen der Neutralstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung ist somit ein Pedalweg des Pedals unterteilt. Damit lässt sich eine Trennung zwischen einem Beschleunigungsbetrieb (z.B. von der Neutralstellung zur zweiten Stellung) und einem Rekuperationsbetrieb (z.B. von der ersten Stellung zur Neutralstellung) einfach und aufwandsarm darstellen. Somit ist die Fahrpedalvorrichtung vorteilhaft für die Verwendung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Elektrofahrzeug, ausgebildet.The accelerator pedal device according to the invention comprises a pedal which can be actuated along an actuation direction and is thus actuatable along the movement range. In particular, the pedal is operable by a foot of a user, so that an operation of the pedal corresponds to an operation of a conventional accelerator pedal. The accelerator pedal device also has a spring device. The spring device comprises a spring for applying a restoring force to the pedal. In particular, several springs can be used. The restoring force ensures that the pedal can be moved by the spring device counter to the direction of actuation. Thus, the pedal can always be transferred to a neutral position after it has been operated by a user. The pedal is movable along an entire pedal travel between a first position and a second position. The actuating direction is oriented in particular from the first position to the second position. By the spring device, the pedal is reset to a neutral position, which lies between the first position and the second position. The neutral position is a power-free state. Thus, the neutral position is a stable position in which the pedal remains when no external force, in particular by the user, is applied. Is only a single spring present in the spring device, it is provided that this spring is relaxed in the neutral position of the pedal. Depending on whether the pedal is moved in the direction of the first position or in the direction of the second position, the spring acts e.g. either as a tension spring or as a compression spring. By providing the neutral position between the first position and the second position thus a pedal travel of the pedal is divided. Thus, a separation between an accelerating operation (for example, from the neutral position to the second position) and a recuperation operation (for example, from the first position to the neutral position) can be easily and inexpensively. Thus, the accelerator pedal device is advantageously designed for use in a vehicle, in particular in an electric vehicle.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The dependent claims show preferred developments of the invention to the content.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Neutralstellung einen Abstand von zumindest zehn Prozent, insbesondere von zumindest 20 Prozent, besonders vorteilhaft von zumindest 30 Prozent, des gesamten Pedalwegs zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung von der ersten Stellung aufweist. Somit ist ein Großteil der Bewegung des Pedals in Betätigungsrichtung zwischen Neutralstellung und zweiter Stellung zurückzulegen. Der Pedalweg zwischen Neutralstellung und erster Stellung ist dahingegen kleiner. Insbesondere ist somit vorgesehen, dass ein Beschleunigungsbetrieb und ein Rekuperationsbetrieb unterschiedliche Bereiche der Pedalbewegung einnehmen.It is preferably provided that the neutral position has a distance of at least ten percent, in particular of at least 20 percent, particularly advantageously of at least 30 percent, of the entire pedal travel between the first position and the second position from the first position. Thus, much of the movement of the pedal in the direction of actuation between neutral position and second position. The pedal travel between neutral and first position is smaller. In particular, it is thus provided that an acceleration mode and a recuperation mode occupy different regions of the pedal movement.

Besonders vorteilhaft weist die Federvorrichtung eine erste Feder und eine zweite Feder auf. Die erste Feder und die zweite Feder erzeugen jeweils eine Teilrückstellkraft auf das Pedal, sodass auf das Pedal eine erste Teilrückstellkraft der ersten Feder und eine zweite Teilrückstellkraft der zweiten Feder wirken. Die erste Teilrückstellkraft und die zweite Teilrückstellkraft sind dabei entgegensetzt orientiert. Die gesamte Rückstellkraft ergibt sich durch eine Überlagerung der ersten Teilrückstellkraft und der zweiten Teilrückstellkraft. Es ist ersichtlich, dass durch die unterschiedlichen Rückstellkräfte ein einfaches und aufwandsarmes Einstellen der Neutralstellung erreicht werden kann. Somit ist eine Verwendung von zwei Federn vorteilhaft gegenüber der Verwendung einer einzigen Feder, da bei zwei Federn der Aufbau der einzelnen Federn stark vereinfacht sein kann. Insbesondere wird durch die Verwendung von zwei Federn erreicht, dass eine Kraft-Weg-Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung im Bewegungsbereich einen Nulldurchgang aufweist. Die zwei Federn sind vorteilhafterweise Spiralfedern oder Rotationsfedern.Particularly advantageously, the spring device has a first spring and a second spring. The first spring and the second spring each generate a partial restoring force on the pedal, so that act on the pedal a first partial restoring force of the first spring and a second partial restoring force of the second spring. The first partial restoring force and the second partial restoring force are oppositely oriented. The entire restoring force results from a superposition of the first partial restoring force and the second partial restoring force. It can be seen that a simple and low-effort setting of the neutral position can be achieved by the different restoring forces. Thus, a use of two springs is advantageous over the use of a single spring, since in two springs, the structure of the individual springs can be greatly simplified. In particular, it is achieved by the use of two springs that a force-displacement curve of the accelerator pedal device in the movement region has a zero crossing. The two springs are advantageously coil springs or rotation springs.

Die Fahrpedalvorrichtung weist außerdem bevorzugt ein aktives Element auf. Das aktive Element ist vorteilhafterweise entweder ein elektrischer Motor, ein Linear- bzw. Hubmagnet oder eine schaltbare Luftfeder. Das aktive Element ist zum aktiven Aufbringen einer Stellkraft auf das Pedal ausgebildet. Die Stellkraft wirkt in Richtung der ersten Stellung. Somit wirkt die Stellkraft insbesondere entgegen der Betätigungsrichtung in Richtung der zweiten Stellung. Dadurch ist sichergestellt, dass durch das aktive Element kein unbeabsichtigtes Überführen des Pedals in Richtung der zweiten Stellung erfolgen kann. Insbesondere ist ein Überführen des Pedals in Richtung der zweiten Stellung im Bereich von der Neutralstellung bis zur zweiten Stellung gleichzusetzen mit einem Beschleunigungssignal, da übliche Fahrpedalvorrichtungen ein Betätigen des Fahrpedals durch einen Benutzer, das heißt ein Bewegen des Pedals der Fahrpedalvorrichtung von der Neutralstellung in Richtung der zweiten Stellung, als Beschleunigungswunsch ansehen.The accelerator pedal device also preferably has an active element. The active element is advantageously either an electric motor, a linear or solenoid or a switchable air spring. The active element is designed to actively apply a force to the pedal. The actuating force acts in the direction of the first position. Thus, the force acts in particular counter to the direction of actuation in the direction of the second position. This ensures that the unintentional transfer of the pedal in the direction of the second position can not be effected by the active element. In particular, a transfer of the pedal in the direction of the second position in the range from the neutral position to the second position is equivalent to an acceleration signal, since conventional accelerator pedal devices operating the accelerator pedal by a user, that is moving the pedal of the accelerator pedal device from the neutral position in the direction of second position, as an acceleration request.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das aktive Element zum Aufbringen einer ersten Stellkraft, die insbesondere ungleich Null ist, ausgebildet. Die erste Stellkraft wird insbesondere dann aufgebracht, wenn das Pedal eine Stellung zwischen der Neutralstellung und der ersten Stellung aufweist. Außerdem ist das aktive Element zum Aufbringen einer zweiten Stellkraft, die insbesondere ungleich Null ist, ausgebildet, was insbesondere dann erfolgt, wenn das Pedal eine Stellung zwischen der Neutralstellung und der zweiten Stellung aufweist. Somit sind durch das aktive Element eine erste Stellkraft und eine zweite Stellkraft auf das Pedal aufbringbar. Die erste Stellkraft ist bevorzugt unterschiedlich von der zweiten Stellkraft. Durch die unterschiedlichen Stellkräfte kann dem Fahrer des Fahrzeugs insbesondere ein Unterschied zwischen einem Rekuperationsbetrieb und einem Beschleunigungsbetrieb des Fahrzeugs haptisch dargestellt werden.In a preferred embodiment, the active element for applying a first actuating force, which is in particular not equal to zero, is formed. The first actuating force is applied in particular when the pedal has a position between the neutral position and the first position. In addition, the active element for applying a second actuating force, which is in particular equal to zero, formed, which takes place in particular when the pedal has a position between the neutral position and the second position. Thus, by the active element, a first actuating force and a second actuating force can be applied to the pedal. The first actuating force is preferably different from the second actuating force. Due to the different actuating forces, the driver of the vehicle can in particular be haptically represented a difference between a recuperation operation and an acceleration operation of the vehicle.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Stellkraft und/oder die zweite Stellkraft konstant und unterscheiden sich vorzugsweise. Somit spürt ein Fahrer, der mit seinem Fuß das Pedal der Fahrpedalvorrichtung betätigt, eine unterschiedlich hohe Rückstellkraft in Abhängigkeit davon, ob sich das Pedal zwischen der Neutralstellung und der ersten Stellung oder zwischen der Neutralstellung und der zweiten Stellung befindet. Somit lassen sich unterschiedliche Bereiche des Fahrbetriebs des Fahrzeugs haptisch kennzeichnen, was insbesondere vorteilhaft ist zum haptischen Unterscheiden von Rekuperationsbetrieb und Beschleunigungsbetrieb.In a particularly advantageous embodiment, the first actuating force and / or the second actuating force are constant and preferably differ. Thus, a driver who operates with his foot, the pedal of the accelerator pedal device, a different high restoring force depending on whether the pedal is between the neutral position and the first position or between the neutral position and the second position. Thus, different areas of the driving operation of the vehicle can be haptically characterized, which is particularly advantageous for the haptic differentiation of recuperation operation and acceleration operation.

Die erste Stellkraft ist besonders vorteilhaft kleiner als die zweite Stellkraft. Somit lässt sich eine Verringerung der Rückstellkraft spüren, sobald das Pedal von einer Stellung zwischen Neutralstellung und zweiter Stellung in eine Stellung zwischen Neutralstellung und erster Stellung wechselt.The first actuating force is particularly advantageously smaller than the second actuating force. Thus, a reduction in the restoring force can be felt as soon as the pedal changes from a position between neutral position and second position to a position between neutral position and first position.

Die erste Stellkraft ist bevorzugt derart ausgebildet, dass mit zunehmendem Abstand des Pedals von der ersten Stellung die erste Stellkraft abnimmt. Die Abnahme der ersten Stellkraft pro Pedalwegeinheit ist bevorzugt größer als eine Abnahme der Rückstellkraft der Federvorrichtung pro selber Pedalwegeinheit. Dies bedeutet, dass die erste Stellkraft in Richtung der Betätigungsrichtung abnimmt, wobei der Abstand des Pedals von der ersten Stellung entlang der Betätigungsrichtung gemessen wird. Auf diese Weise lässt sich eine Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung generieren, bei der die Gegenkraft des Pedals, die ein Fahrer beim Betätigen des Pedals spürt, in dem Bereich zwischen erster Stellung und Neutralstellung ausgehend von der Neutralstellung stetig zunimmt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Bereich zwischen erster Stellung und Neutralstellung einen Rekuperationsbetrieb darstellt, da mit zunehmender Rekuperation eine zunehmende Rückstellkraft auf das Pedal vorherrscht. Dem Fahrer ist somit derselbe Eindruck wie beim Bremsen von herkömmlichen Fahrzeugen gegeben, da bei herkömmlichen Bremspedalen eine erhöhte Rückstellkraft auf das Pedal zu einer erhöhten Bremswirkung korrespondiert.The first actuating force is preferably designed such that with increasing distance of the pedal from the first position, the first actuating force decreases. The decrease in the first actuating force per pedal travel unit is preferably greater than a decrease in the restoring force of the spring device per even pedal travel unit. This means that the first actuating force decreases in the direction of the actuating direction, wherein the distance of the pedal is measured from the first position along the actuating direction. In this way, a characteristic curve of the accelerator pedal device can be generated, in which the counterforce of the pedal, which a driver feels when the pedal is actuated, steadily increases in the area between the first position and the neutral position starting from the neutral position. This is particularly advantageous if the area between the first position and the neutral position represents a recuperation operation, since with increasing recuperation an increasing restoring force on the pedal prevails. The driver is thus given the same impression as when braking conventional vehicles, as in conventional brake pedals an increased restoring force on the pedal corresponds to an increased braking effect.

Die erste Stellkraft ist insbesondere in jeder Stellung des Pedals zwischen der ersten Stellung und der Neutralstellung mindestens so groß wie die Rückstellkraft. Dies bedeutet, dass durch das aktive Element ein Bewegen des Pedals von der Neutralstellung in die erste Stellung erfolgen kann. Da eine solche Bewegung entgegen der Betätigungsrichtung des Pedals ausgerichtet ist, kann eine solche Bewegung nicht durch einen Fahrer initiiert werden. Allerdings ermöglicht eine solche Ausgestaltung das Aufbringen von unterschiedlichen Pedalgegenkräften innerhalb des Bereichs zwischen erster Stellung und Neutralstellung. So wird z.B. das Pedal ohne (Fahrer-)Betätigung automatisch in die maximale Rekuperation bei der ersten Stellung gedrängt. Auf diese Weise kann durch die Rekuperation gebremst werden bzw. beim Bremsen kann Energie zurückgewonnen werden. Gleichzeitig wird eine Bremsanlage, insbesondere Bremsscheiben und/oder Bremsklötze, entlastet. The first actuating force is at least as great as the restoring force in each position of the pedal between the first position and the neutral position. This means that the active element can move the pedal from the neutral position to the first position. Since such a movement is directed against the actuating direction of the pedal, such a movement can not be initiated by a driver. However, such a design allows the application of different counter pedal forces within the range between the first position and neutral position. For example, the pedal without (driver) operation is automatically pushed into the maximum recuperation at the first position. In this way can be slowed down by the recuperation or braking energy can be recovered. At the same time, a brake system, in particular brake discs and / or brake pads, relieved.

Die erste Stellkraft ist in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung auch abhängig von den Antriebsparametern des Elektrofahrzeugs ausgeführt, wie zum Beispiel abhängig von der verfügbaren temperaturabhängigen Rekuperationsleistung der Antriebseinheit, dem Ladezustand der Batterie des Elektrofahrzeugs und deren ladespezifischen Leistungsparametern. Ist zum Beispiel nicht mehr die maximale Rekuperationsleistung der Antriebseinheit verfügbar, bedeutet dies, dass die erste Stellkraft konstant ist und derart ausgeprägt ist, so dass das Pedal ohne externe Krafteinwirkung des Fahrers nicht in der ersten Stellung Kräfte frei ist, sondern in einer anderen Stellung zwischen dem ersten Bereich und der Neutralstellung. Die Stellung in der das Pedal Kräfte frei ist, hängt von den genannten leistungsbegrenzenden Faktoren der Antriebseinheit wie auch der Batterie ab.The first actuating force is also executed in an advantageous embodiment of the invention depending on the drive parameters of the electric vehicle, such as depending on the available temperature-dependent recuperation of the drive unit, the state of charge of the battery of the electric vehicle and their charging-specific performance parameters. If, for example, the maximum recuperation power of the drive unit is no longer available, this means that the first actuating force is constant and pronounced, so that the pedal is not free of forces in the first position without the external force of the driver, but in another position between the first range and the neutral position. The position in which the pedal forces is free, depends on the mentioned power-limiting factors of the drive unit as well as the battery.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass das aktive Element zum Aufbringen einer dritten Stellkraft ausgebildet ist. Somit ist durch das aktive Element die dritte Stellkraft auf das Pedal aufbringbar. Das Aufbringen der dritten Stellkraft erfolgt insbesondere dann, wenn sich das Pedal innerhalb eines vordefinierten Bereichs um die Neutralstellung befindet. Die dritte Stellkraft ist dabei stets so groß gewählt, dass eine Summe aus Rückstellkraft und dritter Stellkraft stets konstant ist. Der vordefinierte Bereich um die Neutralstellung beträgt besonders vorteilhaft zehn Prozent des Pedalwegs.In an advantageous embodiment of the invention is also provided that the active element is designed for applying a third actuating force. Thus, by the active element, the third actuating force can be applied to the pedal. The application of the third actuating force takes place in particular when the pedal is within a predefined range around the neutral position. The third actuating force is always chosen so large that a sum of restoring force and third actuating force is always constant. The predefined range around the neutral position is particularly advantageous ten percent of the pedal travel.

Somit ist eine Neutralstellung des Pedals vergrößert, sodass es nicht zu versehentlichem Beschleunigen und/oder Rekuperieren kommen kann, da sich das Pedal innerhalb einer gewissen Toleranz, nämlich dem vordefinierten Bereich, rund um die Neutralstellung bewegen kann, ohne dass Steuersignale zum Bewegen eines Fahrzeuges generiert werden.Thus, a neutral position of the pedal is increased so that it can not lead to accidental acceleration and / or recuperation, because the pedal can move within a certain tolerance, namely the predefined range, around the neutral position without generating control signals for moving a vehicle become.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst eine Fahrpedalvorrichtung, wie zuvor beschrieben. Insbesondere ist das Fahrzeug durch einen Antriebsmotor angetrieben, der durch die Fahrpedalvorrichtung steuerbar ist. Der Antriebsmotor ist ein Elektromotor, sodass das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybridfahrzeug ist. Besonders vorteilhaft ist das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug. Der Bereich des Pedalwegs zwischen der ersten Stellung und der Neutralstellung stellt einen Rekuperationsbetrieb und der Bereich des Pedalwegs zwischen Neutralstellung und der zweiten Stellung einen Beschleunigungsbetrieb dar. Somit lassen sich zwei unterschiedliche Betriebsmodi des Fahrzeugs mit nur einem einzigen Pedal steuern. Das einzige Pedal ist somit eine Kombination aus herkömmlich Fahrpedal und Bremspedal. Aufgrund des Festlegens der Neutralstellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung ist ermöglicht, dass umfangreiches Feedback durch Aufbringen unterschiedlicher Rückstellkräfte ausgegeben werden kann. Dem Fahrer des Fahrzeugs werden somit intuitive Hilfestellungen angeboten, in welchem Betriebsmodus sich das Fahrzeug aktuell befindet.The invention also relates to a vehicle. The vehicle includes an accelerator pedal device as described above. In particular, the vehicle is driven by a drive motor that is controllable by the accelerator pedal device. The drive motor is an electric motor, so that the vehicle is an electric vehicle and / or a hybrid vehicle. Particularly advantageous is the vehicle is an electric vehicle. The range of the pedal travel between the first position and the neutral position represents a recuperation mode and the range of the pedal travel between neutral position and the second position is an acceleration mode. Thus, two different operating modes of the vehicle can be controlled with a single pedal. The only pedal is thus a combination of conventional accelerator pedal and brake pedal. Due to the determination of the neutral position between the first position and the second position, it is possible that extensive feedback can be output by applying different restoring forces. The driver of the vehicle is thus offered intuitive assistance in which operating mode the vehicle is currently located.

Für ein Fahrzeug umfassend eine Fahrpedalvorrichtung, wie zuvor beschrieben, ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die erste Stellkraft 0 (Null) beträgt, wenn das Fahrzeug eine vordefinierte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet. Insbesondere im Stillstand beträgt die erste Stellkraft 0 (Null). Dies bedeutet, dass das Pedal durch normale Bedienung nicht in den Rekuperationsbetrieb bewegt werden kann, was bei einem stehenden Fahrzeug oder bei einem Fahrzeug, das sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer vordefinierten Mindestgeschwindigkeit bewegt, nicht sinnvoll ist. Auf diese Weise ist das Fahren des Fahrzeugs vereinfacht. Normale Bedienung bedeutet, dass insbesondere über einen Fuß eines Benutzers, eine Druckkraft auf das Pedal aufgebaut wird, nicht jedoch eine Zugkraft.For a vehicle comprising an accelerator pedal device, as described above, it is particularly advantageously provided that the first actuating force is 0 (zero) when the vehicle falls below a predefined minimum speed. Especially at standstill, the first actuating force is 0 (zero). This means that the pedal can not be moved into recuperation operation by normal operation, which makes no sense in a stationary vehicle or in a vehicle that moves at a speed below a predefined minimum speed. In this way, driving the vehicle is simplified. Normal operation means that a pressure force is built up on the pedal, in particular over a user's foot, but not a pulling force.

Zum Aufbringen der Rückstellkraft ist das aktive Element bevorzugt als Elektromotor ausgebildet. Der Elektromotor kann vorteilhafterweise über eine Getriebevorrichtung oder auch direkt eine Rückstellkraft auf das Pedal aufbringen.To apply the restoring force, the active element is preferably designed as an electric motor. The electric motor can advantageously apply over a transmission device or directly to a restoring force on the pedal.

Dazu wird ein Drehmoment auf das Pedal übertragen, wodurch ein Benutzer der Fahrpedalvorrichtung einen Widerstand beim Bewegen des Pedals spürt, wodurch dem Benutzer ein haptisches Feedback gegeben ist.For this purpose, a torque is transmitted to the pedal, whereby a user of the accelerator pedal device feels a resistance when moving the pedal, whereby the user is given a haptic feedback.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Pedalvorrichtung, wie zuvor beschrieben. Dabei ist vorgesehen, dass eine erste Stellkraft auf das Pedal aufgebracht wird, wenn das Pedal eine Stellung zwischen Neutralstellung und erster Stellung aufweist. Eine zweite Stellkraft wird auf das Pedal aufgebracht, wenn das Pedal eine Stellung zwischen Neutralstellung und zweiter Stellung aufweist. Die erste Stellkraft und die zweite Stellkraft sind bevorzugt unterschiedlich zueinander. Durch das Verfahren kann einem Fahrer somit unterschiedliches Feedback in Form von haptischen Signalen gegeben werden, um somit zwei unterschiedliche Funktionsbereiche des Pedalwegs des Pedals der Pedalvorrichtung anzuzeigen.Another aspect of the invention relates to a method of operating a pedal device as described above. It is envisaged that a first force is applied to the pedal when the pedal has a position between neutral and first position. A second actuating force is applied to the pedal when the pedal has a position between neutral and second position. The first actuating force and the second actuating force are preferably different from one another. By the method, a driver can thus be given different feedback in the form of haptic signals, thus indicating two different functional areas of the pedal travel of the pedal of the pedal device.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:

1 eine schematische Ansicht einer Fahrpedalvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine erste schematische Darstellung einer Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine schematische Darstellung einer Rückstellkraft, die auf der Fahrpedalvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebracht wird,
4a eine schematische Ansicht einer ersten Alternative einer Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4b eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung der ersten Alternative der Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 eine schematische Darstellung einer zweiten Alternative der Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 eine schematische Darstellung einer dritten Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
7 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs umfassend eine Fahrpedalvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

1 a schematic view of an accelerator pedal device according to an embodiment of the invention,
2 a first schematic representation of a characteristic of the accelerator pedal device according to the embodiment of the invention,
3 a schematic representation of a restoring force which is applied to the accelerator pedal device according to the embodiment of the invention,
4a a schematic view of a first alternative of a characteristic of the accelerator pedal device according to the embodiment of the invention,
4b a schematic view of a further embodiment of the first alternative of the characteristic of the accelerator pedal device according to the embodiment of the invention,
5 a schematic representation of a second alternative of the characteristic of the accelerator pedal device according to the embodiment of the invention,
6 a schematic representation of a third characteristic of the accelerator pedal device according to an embodiment of the invention, and
7 a schematic representation of a vehicle comprising an accelerator pedal device according to the embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch eine Fahrpedalvorrichtung 1. Die Fahrpedalvorrichtung 1 umfasst ein Pedal 2, das insbesondere von einem Fuß eines Fahrers entlang einer Betätigungsrichtung 600 betätigbar ist. Das Pedal 2 ist zwischen einer ersten Stellung 20 und einer zweiten Stellung 30 bewegbar, wobei die erste Stellung 20 und die zweite Stellung 30 jeweils einen mechanischen Endanschlag des Pedals 2 darstellen. 1 schematically shows an accelerator pedal device 1 , The accelerator pedal device 1 includes a pedal 2 in particular of a driver's foot along an actuation direction 600 is operable. The pedal 2 is between a first position 20 and a second position 30 movable, the first position 20 and the second position 30 each one mechanical end stop of the pedal 2 represent.

Die Pedalvorrichtung 2 weist außerdem eine Federvorrichtung 13 auf. Die Federvorrichtung 13 wiederum umfasst eine erste Feder 3 und eine zweite Feder 4, die insbesondere als Spiralfedern oder als Rotationsfedern ausgebildet sind. Durch das Zusammenspiel der ersten Feder 3 und der zweiten Feder 4 wird ein Bewegungsbereich 8, 9 des Pedals 2 unterteilt. So befindet sich eine Neutralstellung 7 des Pedals 2 zwischen der ersten Stellung 20 und der zweiten Stellung 30. Das Pedal 2 kann somit entlang eines ersten Pedalwegs 8 zwischen der ersten Stellung 20 und der Neutralstellung 7 bewegt werden, während das Pedal 2 entlang eines zweiten Pedalwegs 9 zwischen der Neutralstellung 7 und der zweiten Stellung 30 bewegt werden kann. Wirken keine externen Kräfte auf das Pedal 2, so kehrt dieses in die Neutralstellung 7 zurück. Die Neutralstellung 7 ist somit eine stabile Stellung, in der sich die durch die erste Feder 3 und zweite Feder 4 aufgebrachten Kräfte aufheben.The pedal device 2 also has a spring device 13 on. The spring device 13 in turn comprises a first spring 3 and a second spring 4 , which are designed in particular as coil springs or as rotation springs. Through the interaction of the first spring 3 and the second spring 4 becomes a range of motion 8th . 9 of the pedal 2 divided. So there is a neutral position 7 of the pedal 2 between the first position 20 and the second position 30 , The pedal 2 can thus along a first pedal travel 8th between the first position 20 and the neutral position 7 be moved while the pedal 2 along a second pedal path 9 between the neutral position 7 and the second position 30 can be moved. Do not apply external forces to the pedal 2 , so this returns to the neutral position 7 back. The neutral position 7 is thus a stable position in which the through the first spring 3 and second spring 4 pick up applied forces.

Die erste Feder 3 ist zwischen einer ersten Aufhängung 5 und dem Pedal 2 angeordnet, während die zweite Feder 4 zwischen einer zweiten Aufhängung 6 und dem Pedal 7 angebracht ist. Insbesondere erzeugen die erste Feder 3 und die zweite Feder 4 Rückstellkräfte, die einander entgegengesetzt sind. Auf diese Weise lässt sich der Bewegungsbereich 8, 9 in den ersten Pedalweg 8 und in den zweiten Pedalweg 9 unterteilen, wobei durch das Verhältnis der unterschiedlichen Rückstellkräfte von erster Feder 3 und zweiter Feder 4 die Neutralstellung 7 festgelegt wird.The first spring 3 is between a first suspension 5 and the pedal 2 arranged while the second spring 4 between a second suspension 6 and the pedal 7 is appropriate. In particular, generate the first spring 3 and the second spring 4 Restoring forces that are opposite each other. In this way, the range of motion can be 8th . 9 in the first pedal way 8th and in the second pedal path 9 divided by the ratio of the different restoring forces of the first spring 3 and second spring 4 the neutral position 7 is determined.

Außerdem ist ein aktives Element 14 vorhanden. Das aktive Element 14 ist insbesondere ein Elektromotor, der zum Aufbringen von Drehmoment auf das Pedal 2 ausgebildet ist. Somit lassen sich Rückstellkräfte erzeugen, die zur Bewegung des Pedals 2 dienen können.It is also an active element 14 available. The active element 14 In particular, it is an electric motor used to apply torque to the pedal 2 is trained. Thus, restoring forces can be generated, which can be used to move the pedal 2 can serve.

Wird von dem aktiven Element 14 keinerlei Kraft auf das Pedal 2 ausgeübt, so ergibt sich eine Kennlinie wie in 2 gezeigt. In 2 ist ein Diagramm dargestellt, wobei auf der Abszisse ein Pedalweg aufgetragen ist, während auf der Ordinate eine Kraft aufgetragen ist. In 2 ist dargestellt, dass die Rückstellkraft 100 der Federvorrichtung 13 zwei unterschiedliche Komponenten aufweist, eine erste Rückstellkraft 101 und eine zweite Rückstellkraft 102. Die erste Rückstellkraft 101 und die zweite Rückstellkraft 102 sind entgegengesetzt zueinander ausgerichtet und drängen das Pedal 2 stets in die Neutralstellung 7. Vorteilhafterweise ist an der Neutralstellung 7 ein Nulldurchgang der Kennlinie vorhanden. Somit ist sichergestellt, dass die Neutralstellung 7 eine stabile Position darstellt, an der keinerlei Bewegung der Fahrpedalvorrichtung 1, insbesondere des Pedals 2, erfolgt. Die Neutralstellung 7 ist insbesondere derart angeordnet, dass der erste Pedalweg 8 20% des gesamten Pedalwegs 8, 9 zwischen der ersten Stellung 20 und der zweiten Stellung 30 umfasst. Somit umfasst der zweite Pedalweg 9 80% des gesamten Pedalwegs 8, 9 zwischen der ersten Stellung 20 und der zweiten Stellung 30. Allerdings sind auch andere Positionen für die Neutralstellung 7 denkbar.Is from the active element 14 no force on the pedal 2 exercised, the result is a characteristic as in 2 shown. In 2 a diagram is shown, wherein on the abscissa a pedal travel is plotted, while on the ordinate a force is plotted. In 2 is shown that the restoring force 100 the spring device 13 has two different components, a first restoring force 101 and a second restoring force 102 , The first restoring force 101 and the second restoring force 102 are aligned opposite to each other and push the pedal 2 always in the neutral position 7 , Advantageously, at the neutral position 7 a zero crossing of the characteristic exists. This ensures that the neutral position 7 represents a stable position at which no movement of the accelerator pedal device 1 , especially the pedal 2 , he follows. The neutral position 7 is in particular arranged such that the first pedal travel 8th 20% of the total pedal travel 8th . 9 between the first position 20 and the second position 30 includes. Thus, the second pedal travel includes 9 80% of the total pedal travel 8th . 9 between the first position 20 and the second position 30 , However, there are other positions for the neutral position 7 conceivable.

Durch das aktive Element 14 lassen sich viele unterschiedliche Kraftverläufe darstellen. Somit kann über das Pedal 2 eine Vielzahl von unterschiedlichen haptischen Rückmeldungen ausgegeben werden. Ein Beispiel eines von dem aktiven Element 14 aufgebrachten Kraftverlaufs ist in 3 gezeigt. 4 zeigt die resultierende Kennlinie, wenn der in 3 dargestellte Kraftverlauf auf das Pedal 2 aufgebracht wird. Die Diagramme in 3 und 4 sind gleich orientiert wie das Diagramm in 2, somit zeigt die Ordinate eine Kraft an, während die Abszisse einen Pedalweg umfasst.Through the active element 14 Many different force courses can be represented. Thus, over the pedal 2 a variety of different haptic feedbacks are issued. An example of one of the active element 14 applied force curve is in 3 shown. 4 shows the resulting characteristic when the in 3 shown force curve on the pedal 2 is applied. The diagrams in 3 and 4 are the same orientation as the diagram in 2 Thus, the ordinate indicates a force, while the abscissa includes a pedal travel.

In 3 ist gezeigt, dass eine Stellkraft 200 durch das aktive Element 14 auf das Pedal 2 aufgebracht wird. 4 zeigt die Überlagerung der Stellkraft 200 mit der Rückstellkraft 100. Es ergibt sich somit ein erster resultierender Verlauf 300. Die Stellkraft 200 umfasst eine erste Stellkraft 201, die entlang des ersten Pedalwegs aufgebracht wird. Die erste Stell kraft 201 kann in Abhängigkeit von einem aktuellen Zustand eines Fahrzeugs, in dem die Fahrpedalvorrichtung 1 angeordnet ist, zwei unterschiedliche Werte annehmen. In jedem Fall ist die erste Stellkraft 201 konstant. Befindet sich das Fahrzeug in Bewegung, so bedeutet ein Übergang des Pedals 2 vom Pedalweg 9 in den ersten Pedalweg 8 ein Aktivieren eines Rekuperationsbetriebs. Somit wird eine erste Alternative 201a der ersten Stellkraft 201 generiert. Befindet sich das Fahrzeug jedoch in einem Stillstand, so wird eine geringere zweite Alternative 201b der ersten Stellkraft 201 generiert. Die zweite Alternative 201b ist insbesondere eine Stellkraft von 0 (Null), sodass das Pedal 2 zurück in die Neutralstellung 7 gelangt. In einem Stillstand des Fahrzeugs ist ein Rekuperationsbetrieb nicht sinnvoll, sodass ebenso nicht sinnvoll ist, das Pedal 2 in einem Bereich zwischen Neutralstellung 7 und erster Stellung 20 zu halten.In 3 is shown to be a force 200 through the active element 14 on the pedal 2 is applied. 4 shows the superposition of the force 200 with the restoring force 100 , This results in a first resulting course 300 , The force 200 includes a first force 201 which is applied along the first pedal travel. The first force 201 may depend on a current state of a vehicle in which the accelerator pedal device 1 is arranged to take on two different values. In any case, the first force is 201 constant. If the vehicle is in motion, a transition of the pedal means 2 from the pedal path 9 in the first pedal way 8th activating a recuperation operation. Thus, a first alternative 201 the first power 201 generated. However, if the vehicle is at a standstill, then a lesser second alternative 201b the first power 201 generated. The second alternative 201b is in particular a restoring force of 0 (zero), so that the pedal 2 back to the neutral position 7 arrives. In a standstill of the vehicle recuperation is not useful, so also not useful, the pedal 2 in a range between neutral position 7 and first position 20 to keep.

Befindet sich das Pedal 2 in dem zweiten Pedalweg 9, so wird eine zweite Stellkraft 202 aufgebracht. Die zweite Stellkraft 202 ist ebenfalls konstant und ist außerdem größer als die erste Stellkraft 201. Durch die Überlagerung von erster Stellkraft 201, zweiter Stellkraft 202 und Rückstellkraft 100 ergibt sich die resultierende Kraft 300.Is the pedal located 2 in the second pedal path 9 , so becomes a second force 202 applied. The second force 202 is also constant and is also greater than the first force 201 , By the superposition of first force 201 , second force 202 and restoring force 100 results in the resulting force 300 ,

Wie in 4a gezeigt ist, führt ein Überlagern von erster Rückstellkraft 101 und erster Stellkraft 201 zu der ersten resultierenden Kraft 301, während eine Überlagerung von zweiter Rückstellkraft 102 und zweiter Stellkraft 202 zu der zweiten resultierenden Kraft 302 führt. Durch ein derartiges Kraft-Weg-Diagramm, auch Kennlinie genannt, erfährt der Benutzer der Fahrpedalvorrichtung 1 somit unterschiedliche Rückstellkräfte in den unterschiedlichen Bereichen des Pedals 2. Insbesondere ist dies daran erkennbar, dass die Rückstellkraft sich schlagartig um einen gewissen Betrag ändert, wenn sich das Pedal 2 von dem ersten Pedalweg 8 zu dem zweiten Pedalweg 9 oder umgekehrt bewegt.As in 4a is shown, superimposes a superposition of first restoring force 101 and first power 201 to the first resulting force 301 while a superposition of second restoring force 102 and second force 202 to the second resultant force 302 leads. By such a force-displacement diagram, also called characteristic curve, the user learns the accelerator pedal device 1 thus different restoring forces in the different areas of the pedal 2 , In particular, this is evident from the fact that the restoring force abruptly changes by a certain amount when the pedal 2 from the first pedal way 8th to the second pedal path 9 or vice versa.

Das Pedal 2 bewegt sich selbstständig bis zu der ersten Stellung 20. In der ersten Stellung 20 ist vorteilhafterweise die resultierende Kraft 300 null, kann jedoch auch einen Offset-Wert aufweisen. Somit muss der Fahrer das Pedal 2 aktiv in der Neutralstellung 7 halten, um keinen Rekuperationsbetrieb und keine Beschleunigung zu generieren.The pedal 2 moves independently to the first position 20 , In the first position 20 is advantageously the resulting force 300 null, but may also have an offset value. Thus, the driver has the pedal 2 active in the neutral position 7 to avoid recuperation and acceleration.

Wie in 4b gezeigt ist, kann die erste Rückstellkraft 101 auch vorteilhafterweise derart ausgeführt sein, so dass sich das Pedal 2 nicht mehr selbstständig in die erste Stellung 20, aber in die Zwischenstellung 13 zurückstellt. Die Zwischenstellung 13 befindet sich dabei zwischen der ersten Stellung 20 und der Neutralstellung 7 und hängt im Betrieb von der maximal verfügbaren Rekuperationsleistung der Antriebseinheit des Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs ab, die sich von Zeit zu Zeit ändern kann. In der Zwischenstellung 13 ist die Kraft der resultierenden Kennlinie 0 (Null). Damit ergibt sich in der ersten Stellung 20 für die resultierende Kennlinie eine negative Kraft. Auch in dieser Ausführungsform muss der Fahrer das Pedal 2 aktiv in der Neutralstellung 7 halten, um keinen Rekuperationsbetrieb und keine Beschleunigung zu generieren.As in 4b is shown, the first restoring force 101 Also advantageously be designed so that the pedal 2 no longer self-employed in the first position 20 but in the intermediate position 13 resets. The intermediate position 13 is located between the first position 20 and the neutral position 7 and depends in operation on the maximum available recuperation power of the drive unit of the electric vehicle or hybrid vehicle, which may change from time to time. In the intermediate position 13 is the force of the resulting characteristic 0 (Zero). This results in the first position 20 for the resulting characteristic a negative force. Also in this embodiment, the driver needs the pedal 2 active in the neutral position 7 to avoid recuperation and acceleration.

5 zeigt eine Alternative in dem Aufbringen des Kraftverlaufs durch das aktive Element 14. In 5 ist eine alternative Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung 1 dargestellt. Im Gegensatz zu 4 ist die erste Stellkraft 201 nicht konstant. Vielmehr nimmt die erste Stellkraft 201 in Richtung der ersten Stellung 20 mit steigendem Abstand von der Neutralstellung 7 zu. Dies bedeutet, dass an der ersten Stellung 20 eine maximale erste Stellkraft 201 vorherrscht, während die erste Stellkraft 201 an der Neutralstellung 7 minimal ist. Besonders vorteilhaft entspricht die erste Stellkraft 201 an der Neutralstellung 7 der zweiten Stellkraft 202. Somit findet an der Neutralstellung keine abrupte Änderung der Stellkraft 200 statt. 5 shows an alternative in the application of the force curve by the active element 14 , In 5 is an alternative characteristic of the accelerator pedal device 1 shown. In contrast to 4 is the first force 201 not constant. Rather, the first power takes 201 towards the first position 20 with increasing distance from the neutral position 7 to. This means that at the first position 20 a maximum first force 201 prevails while the first force 201 at the neutral position 7 is minimal. Particularly advantageous corresponds to the first actuating force 201 at the neutral position 7 the second force 202 , Thus, at the neutral position no abrupt change in the force 200 instead of.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass eine Abnahme der ersten Stellkraft 201 mit zunehmendem Abstand von der ersten Stellung 20 pro Pedalwegeinheit größer ist als eine Abnahme der ersten Rückstellkraft 101 der Federvorrichtung. Dies führt dazu, dass die erste resultierende Kraft 301 ausgehend von der Neutralstellung 7 ansteigt. Da auch die zweite resultierende Kraft 302, die sich gegenüber 4 nicht verändert, ausgehend von der Neutralstellung 7 ansteigt, ergibt sich somit eine minimale Kraft an der Neutralstellung 7.Furthermore, it is provided that a decrease in the first actuating force 201 with increasing distance from the first position 20 per pedal travel unit is greater than a decrease in the first restoring force 101 the spring device. This causes the first resultant force 301 starting from the neutral position 7 increases. Because also the second resulting force 302 facing each other 4 not changed, starting from the neutral position 7 increases, thus resulting in a minimum force at the neutral position 7 ,

Ist, wie zuvor bereits beschrieben, der erste Pedalweg 8 einem Rekuperationsbetrieb eines Fahrzeugs zugeordnet, während der zweite Pedalweg 9 einem Beschleunigungsbetrieb des Fahrzeugs zugeordnet ist, so wird durch eine derartige Ausgestaltung der resultierenden Kraft 300 erreicht, dass sich im Rekuperationsbetrieb das Bedienen des Pedals 2 für einen Benutzer anfühlt wie das Bedienen einer Bremse von herkömmlichen Fahrzeugen. So erfährt der Fahrer eine erhöhte Gegenkraft auf dem Pedal 2, um einen stärkeren Rekuperationsbetrieb einzustellen. Dies ist analog zu einer stärkeren Betätigungskraft eines Bremspedals, die notwendig ist, um eine stärkere Bremswirkung zu erzeugen, wobei die Betätigungsrichtung umgedreht ist.Is, as previously described, the first pedal travel 8th associated with a recuperation operation of a vehicle during the second pedal travel 9 is associated with an acceleration operation of the vehicle, so by such an embodiment of the resulting force 300 achieves that in recuperation the operation of the pedal 2 for a user, such as operating a brake of conventional vehicles. So the driver experiences an increased counterforce on the pedal 2 to set a stronger recuperation mode. This is analogous to a greater actuation force of a brake pedal, which is necessary to produce a stronger braking effect, wherein the actuation direction is reversed.

6 zeigt eine weitere Alternative der Kennlinie der Fahrpedalvorrichtung 1. In 6 ist zusätzlich zu 5 eine dritte Stellkraft 203 vorhanden. Die erste Stellkraft 201 und die zweite Stellkraft 202 sind dabei ähnlich oder gleich wie in 5. Die dritte Stellkraft 203 wird insbesondere dann aufgebracht, wenn sich das Pedal 2 in einem vordefinierten Bereich rund um die Neutralstellung 7 befindet. Insbesondere beträgt besagter vordefinierter Bereich 10% des gesamten Pedalwegs 8, 9 zwischen erster Stellung 20 und zweiter Stellung 30. Die dritte Stellkraft 203 ist dabei stets so groß, dass die dritte resultierende Kraft 303 konstant ist. Die dritte resultierende Kraft 303 ist eine Summe aus der dritten Stellkraft 203 und der ersten Rückstellkraft 101 oder eine Summe aus der dritten Stell kraft 203 und der zweiten Rückstellkraft 102. Dadurch, dass die dritte resultierende Kraft 303 konstant ist, ergibt sich ein Plateau um die Neutralstellung 7. Dies bedeutet, dass der Benutzer der Fahrpedalvorrichtung 1 entlang des vordefinierten Bereiches eine konstante Gegenkraft auf dem Pedal 2 spürt. Somit lässt sich insbesondere die Neutralstellung 7 einfach auffinden und halten. Unerwünschte Beschleunigungen und/oder unerwünschte Rekuperationen lassen sich somit vermeiden. Dabei ist vorgesehen, dass eine Rekuperation erst dann erfolgt, wenn die erste resultierende Kraft 301 wirkt, während die Beschleunigung erst dann erfolgt, wenn die zweite resultierende Kraft 302 wirkt. 6 shows a further alternative of the characteristic of the accelerator pedal device 1 , In 6 is in addition to 5 a third force 203 available. The first force 201 and the second force 202 are similar or the same as in 5 , The third force 203 is especially applied when the pedal 2 in a predefined area around the neutral position 7 located. In particular, said predefined range is 10% of the total pedal travel 8th . 9 between first position 20 and second position 30 , The third force 203 is always so big that the third resulting force 303 is constant. The third resulting force 303 is a sum of the third force 203 and the first restoring force 101 or a sum of the third actuating force 203 and the second restoring force 102 , By doing that, the third resultant force 303 is constant, there is a plateau around the neutral position 7 , This means that the user of the accelerator pedal device 1 along the predefined area a constant counterforce on the pedal 2 feel. Thus, in particular, the neutral position can be 7 just find and hold. Unwanted accelerations and / or unwanted recuperation can thus be avoided. It is provided that a recuperation takes place only when the first resultant force 301 acts while the acceleration occurs only when the second resultant force 302 acts.

In jedem Fall ist vorteilhafterweise ermöglicht, dass der Fahrer eindeutig anhand von haptischen Signalen erkennt, ob er das Fahrzeug aktuell in einem Rekuperationsbetrieb oder in einem Beschleunigungsbetrieb betreibt. Dabei ist lediglich ein einziges Pedal 2 notwendig, um das Fahrzeug umfassend zu steuern bzw. zu regeln.In any case, it is advantageously made possible for the driver to clearly recognize on the basis of haptic signals whether he is currently operating the vehicle in a recuperation mode or in an acceleration mode. It is only a single pedal 2 necessary to comprehensively control the vehicle.

7 zeigt schließlich ein Fahrzeug 10 umfassend eine Fahrpedalvorrichtung 1, wie zuvor beschrieben. Das Fahrzeug 10 ist ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, das einen oder mehrere Elektromotoren 11 als Antriebseinheit aufweist. Insbesondere mittels eines Getriebes 12 ist das Fahrzeug 10 durch die Antriebseinheit 11 antreibbar. Dabei kann die Antriebseinheit 11 in zwei verschiedenen Zuständen betrieben werden. Einerseits wird die Antriebseinheit 11 als Motor betrieben, um das Fahrzeug 10 zu beschleunigen. Ebenso ist möglich, dass die Antriebseinheit 11 als Generator betrieben wird, um somit das Fahrzeug 10 abzubremsen und gleichzeitig die kinetische Energie des Fahrzeugs 10 in elektrische Energie zu wandeln. 7 finally shows a vehicle 10 comprising an accelerator pedal device 1 , Like previously described. The vehicle 10 is an electric vehicle or hybrid vehicle that has one or more electric motors 11 as a drive unit. In particular by means of a transmission 12 is the vehicle 10 through the drive unit 11 drivable. In this case, the drive unit 11 be operated in two different states. On the one hand, the drive unit 11 operated as a motor to the vehicle 10 to accelerate. It is also possible that the drive unit 11 is operated as a generator, thus the vehicle 10 Braking and at the same time the kinetic energy of the vehicle 10 to convert into electrical energy.

Diese beiden Betriebe lassen sich durch die Fahrpedalvorrichtung 1 einfach und aufwandsarm ansteuern, indem dem ersten Pedalweg 8 des Pedals 2 der Fahrpedalvorrichtung 1 der Rekuperationsbetrieb zugeordnet wird, während dem zweiten Pedalweg 9 des Pedals 2 der Fahrpedalvorrichtung 1 der Beschleunigungsbetrieb des Fahrzeugs 10 zugeordnet wird. Mittels des einzigen Pedals 2 ist somit erreicht, dass das Fahrzeug 10 beschleunigt und abgebremst werden kann. Durch haptisches Feedback ist dem Fahrer in jeder Situation angezeigt, wann ein Übergang zwischen Rekuperationsbetrieb und Beschleunigungsbetrieb erfolgt.These two operations can be controlled by the accelerator pedal device 1 simply and effortlessly control, by the first Pedalweg 8th of the pedal 2 the accelerator pedal device 1 the recuperation operation is assigned during the second pedal travel 9 of the pedal 2 the accelerator pedal device 1 the acceleration operation of the vehicle 10 is assigned. By means of the only pedal 2 is thus achieved that the vehicle 10 can be accelerated and decelerated. By haptic feedback the driver is in every situation indicated when a transition between recuperation and acceleration operation takes place.

Claims

Accelerator pedal device (1) comprising A pedal (2) which can be actuated along an actuating direction (600), and A spring device (13) comprising at least one spring (3, 4) for applying a restoring force (100) to the pedal (2), Wherein the pedal (2) is movable along an entire pedal travel (8, 9) between a first position (20) and a second position (30), Wherein the actuation direction (600) extends from the first position (20) to the second position (30), and • wherein by the spring device (13) the pedal (2) in a neutral position (7) is reset, which lies between the first position (20) and the second position (30).

Accelerator pedal device (1) after Claim 1 , characterized in that the neutral position (7) a distance of at least 10%, in particular at least 20%, preferably at least 30%, of the entire pedal travel (8, 9) between the first position (20) and the second position (30) of the first position (20).

Accelerator pedal device (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the spring device (13) comprises a first spring (3) and a second spring (4), wherein the restoring force (100) is formed by a superposition of a first partial restoring force of the first spring (3) and a second partial restoring force of the second spring (4), wherein the first partial restoring force of the second partial restoring force is opposite.

An accelerator pedal device (1) according to one of the preceding claims, characterized by an active element (14), in particular an electric motor, for actively applying a positioning force (200) to the pedal (2) in the direction of the first position (20).

Accelerator pedal device (1) after Claim 4 characterized in that a first actuating force (201) can be applied by the active element (14) when the pedal (2) has a position between the neutral position (7) and the first position (20), and a second actuating force (202 ) is applicable, when the pedal (2) has a position between the neutral position (7) and the second position (30), wherein the first actuating force (201) is preferably different from the second actuating force (202).

Accelerator pedal device (1) after Claim 5 , characterized in that the first actuating force (201) and / or the second actuating force (202) is constant.

Accelerator pedal device (1) after Claim 5 or 6 , characterized in that the first actuating force (201) is preferably smaller than the second actuating force (202).

Accelerator pedal device (1) after Claim 5 , characterized in that the first actuating force (201) decreases with increasing distance of the pedal (2) from the first position (20), wherein the decrease of the first actuating force (201) per pedal travel unit is preferably greater than a decrease of the restoring force (100). the spring device (13) per self pedal travel unit.

Accelerator pedal device (1) according to one of Claims 5 to 8th , characterized in that the first actuating force (201), in particular in each position of the pedal (2) between the first position (20) and the neutral position (7), is at least as large as the restoring force (100).

Accelerator pedal device (1) according to one of Claims 5 to 9 characterized in that a third actuating force (203) can be applied by the active element (14) when the pedal (2) is within a predefined range around the neutral position (7), the third actuating force (203) always being so large is that a sum of restoring force (100) and third actuating force (203) is approximately constant or constant.

Vehicle (10) comprising an accelerator pedal device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that with the accelerator pedal device (1) a drive unit (11) of the vehicle (10) is controllable, wherein the drive unit (11) of one or more electric motors and the region of the pedal travel (8, 9) between the first position (20) and the neutral position (7) a Rekuperationsbereich and the range of the pedal travel (8, 9) between the neutral position (7) and the second position (30) a Represents acceleration range.

Vehicle (10) comprising an accelerator pedal device (1) according to one of Claims 4 to 10 , characterized in that the first actuating force (201) is approximately zero or zero or at least very low, when the vehicle (10) falls below a predefined minimum speed, so that the pedal automatically without the influence of the driver a position within a predefined range the neutral position (7) occupies.

Method for operating an accelerator pedal device (1) according to one of Claims 1 to 10 characterized in that a first actuating force (201) is applied to the pedal (2) when the pedal (2) has a position between the neutral position (7) and the first position (20), and a second actuating force (202) is applied to the pedal (2) when the pedal (2) has a position between the neutral position (7) and the second position (300), wherein the first actuating force (201) is preferably different from the second actuating force (202).