DE10212674A1

DE10212674A1 - Process and accelerating system to produce an adjustable retarding force in vehicle or electric vehicle, has a passive spring and an active force control

Info

Publication number: DE10212674A1
Application number: DE2002112674
Authority: DE
Inventors: Axel Mueller
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-02

Abstract

A process producing an adjustable retarding force in an accelerating device in a vehicle has a passive spring giving a base retardation and an adjustable active force control member giving a retardation which is a function of the sizes of actual and characteristic vehicle condition parameters. Independent claims are also included for the following: (a) an accelerating system as above; (b) use of the above in a combustion engine-driven vehicle; and (c) use of the above in a vehicle driven by an electric motor

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Beschleunigungseingabesystem zur Erzeugung einer einstellbaren Rückstellkraft in einer Beschleunigungseingabeeinheit in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 18. The invention relates to a method and a Acceleration input system for generating an adjustable Restoring force in an acceleration input unit in one Vehicle according to the preamble of claim 1 or 18.

Aus der Druckschrift DE-OS 27 35 695 ist ein Beschleunigungspedalsystem für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor bekannt, bei dem zur Erzielung einer wirtschaftlichen Fahrweise im Beschleunigungspedal ein erhöhter Gegendruck für den Fall erzeugt wird, dass die aktuelle Pedalbetätigung außerhalb eines ökonomisch optimalen Bereiches liegt. Das Beschleunigungspedalsystem umfasst neben dem Beschleunigungspedal, welches vom Fahrer zwischen einer Ausgangsposition und einer maximalen Betätigungsposition zu verstellen ist und von einem passiven Federelement mit einem in Richtung der Ausgangsstellung wirkenden Pedalgegendruck beaufschlagt wird, einen zusätzlichen, aktiv einzustellenden Aktuator, über den ein zusätzlicher Pedalgegendruck erzeugt werden kann, der sich zu dem Pedalgegendruck des passiven Federelementes addiert, wodurch sich die vom Fahrer aufzubringende Gesamtkraft zur Betätigung des Beschleunigungspedals erhöht. Der Aktuator wird in Abhängigkeit des Unterdruckes im Ansaugsystem und/oder der Motordrehzahl gesteuert. Bei Unterschreitung eines Soll-Unterdruckes bzw. bei Überschreitung einer Soll-Motordrehzahl wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug nicht in einer ökonomisch optimalen Weise betrieben wird. In diesem Fall wird der Aktuator betätigt und ein erhöhter Gegendruck im Beschleunigungspedal eingestellt, um dem Fahrer die nicht-optimale Fahrweise zur Kenntnis zu bringen. Der erhöhte Pedalgegendruck soll den Fahrer dazu veranlassen, eine Pedalposition mit niedrigerem Gegendruck einzustellen, welche einer optimalen Fahrweise entspricht. From the document DE-OS 27 35 695 is a Accelerator pedal system for a motor vehicle with internal combustion engine known, in order to achieve an economic driving style in the Accelerator pedal generates an increased back pressure for the case will that the current pedal operation outside of one economically optimal range lies. The accelerator pedal system includes next to the accelerator pedal, which by the driver between a starting position and a maximum Actuating position is to be adjusted and by a passive spring element with a direction of the starting position acting Pedal counter pressure is applied, an additional, active actuator to be adjusted, via which an additional pedal back pressure can be generated, which is to the pedal back pressure of the passive spring element adds, which is the driver Total applied force to operate the accelerator pedal elevated. The actuator is dependent on the negative pressure in the Intake system and / or the engine speed controlled. at Below a target negative pressure or when exceeded a target engine speed is assumed that the Vehicle is not operated in an economically optimal manner. In this case, the actuator is actuated and an increased Back pressure set in the accelerator pedal to the driver non-optimal driving experience. The raised Pedal counter pressure is to cause the driver, a Pedal position with lower back pressure set, which one optimal driving style.

Falls auf Grund sich ändernder äußerer Bedingungen, beispielsweise beim Übergang zu einer Bergfahrt, der Pedalgegendruck erhöht wird, um den Fahrer zu einer stärkeren Gaspedalbetätigung zu veranlassen, kann unter Umständen auch eine gegenteilige Reaktion des Fahrers ausgelöst werden, nämlich ein Zurücknehmen der Pedalbetätigung auf Grund des erhöhten Widerstandes, wodurch das Fahrzeug sich noch weiter vom optimalen Betriebspunkt entfernt. If due to changing external conditions, for example, the transition to an uphill ride, the pedal back pressure is increased to the driver to a stronger accelerator pedal operation may cause an opposite Reaction of the driver are triggered, namely a withdrawal the pedal operation due to the increased resistance, which makes the vehicle even further from the optimal operating point away.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dem Fahrer über die Rückstellkraft in der Beschleunigungseingabeeinheit zusätzliche Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs bzw. über die Interaktion des Fahrzeuges mit der Umwelt zu liefern, ohne die Fahrsicherheit zu beeinträchtigen. The invention is based on the problem, the driver on the Restoring force in the acceleration input unit additional Information about the current operating condition of the vehicle or about the interaction of the vehicle with the environment deliver without compromising driving safety.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei einem Beschleunigungseingabesystem mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This problem is inventively in a method with the Features of claim 1 and in a Acceleration input system with the features of claim 18 solved. The Dependent claims indicate expedient developments.

Bei dem Verfahren zur Erzeugung einer einstellbaren Rückstellkraft ist der Anteil der aktiv einstellbaren Stellkraft in Abhängigkeit aktueller Fahrzeugzustandsgrößen und/oder Fahrzeugkenngrößen variabel, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, dem Fahrer über die auf die Beschleunigungseingabeeinheit wirkende, resultierende Kraft, die sich vektoriell aus dem Grundwert der passiven Rückstellkraft und der aktiven Stellkraft zusammensetzt, Informationen über den Zustand der betreffenden Zustands- und Kenngrößen und folglich über den Zustand des Fahrzeugs bzw. über die Interaktion mit der Umwelt zu übermitteln. Über die variable Einstellung der Höhe und/oder der Richtung der Stellkraft kann eine gezielte Information über das die Rückwirkung auslösende Ereignis übertragen werden, wodurch der Fahrer in die Lage versetzt wird, das auslösende Ereignis zu identifizieren. Unterschiedliche Ereignisse können hierbei unterschiedliche Stellkräfte auslösen; jedem Ereignis ist ein bestimmter zeitlicher Verlauf der Stellkraft in Bezug auf Höhe und/oder Richtung zugeordnet. In the method for generating an adjustable Restoring force is the proportion of the actively adjustable force in Dependence of current vehicle state variables and / or Vehicle characteristics variable, thereby opening the possibility that Driver acting on the acceleration input unit, resulting force, vectorially derived from the basic value of passive restoring force and the active force composed, information about the condition of the concerned State and characteristics and consequently the state of the Vehicle or via interaction with the environment. About the variable adjustment of the height and / or the direction the force can be targeted information about the Be triggered retroactively triggering event, causing the Driver is able to trigger the event identify. Different events can do this trigger different actuating forces; every event is one certain temporal course of the adjusting force in relation to height and / or direction.

Bei den Fahrzeugzustands- und Kenngrößen kann es sich sowohl um motorische als auch um nicht-motorische Größen handeln. Motorische Größen sollen sämtliche den unmittelbaren Motorbetrieb beeinflussende Größen umfassen, insbesondere die Kraftstoffzufuhr und die Luftzufuhr betreffende Größen. Nicht-motorische Größen umfassen zum einen sämtliche Aggregate des Fahrzeugs, die nicht unmittelbar dem Motor zuzuordnen sind, beschreibende Größen, beispielsweise den Fahrzustand und die Fahrdynamik beschreibende Größen, und zum andern die Interaktion des Fahrzeugs mit der Umwelt, beispielsweise der Abstand zu einem Hindernis bzw. zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. The vehicle condition and parameters may be both act both motor and non-motor sizes. Motor sizes are all intended for direct engine operation include influencing variables, in particular the fuel supply and the air intake sizes. Non-motor sizes On the one hand, all the aggregates of the vehicle do not directly attributable to the engine, descriptive quantities, for example, the driving condition and driving dynamics descriptive quantities, and on the other hand the interaction of the vehicle with the Environment, for example, the distance to an obstacle or to a preceding vehicle.

Als Beschleunigungseingabeeinheit, die vom Fahrer für die Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu betätigen ist, kommen sowohl ein konventionelles Beschleunigungspedal als auch alternative Eingabeeinheiten in Betracht, beispielsweise ein von Hand zu bedienender Joystick. As an acceleration input unit used by the driver for the Setting the vehicle speed is to come both a conventional accelerator pedal and alternative input units, for example one of Hand-operated joystick.

Die Richtung der variablen Stellkraft des aktiven Kraftsteuergliedes ist in einer vorteilhaften Ausführung dem Rückstellkraft-Grundwert des passiven Federelements entgegengesetzt, was zur Folge hat, dass der resultierende Pedalgegendruck bzw. die resultierende Rückstellkraft geringer ist als der vom passiven Federelement erzeugte Pedalgegendruck- bzw. Rückstellkraft- Grundwert. Auf das Beschleunigungspedal wirkt somit ein geringerer Pedalgegendruck als bei einem deaktivierten Kraftsteuerglied mit ausschließlicher Krafterzeugung über das passive Federelement. Die Verringerung des Pedalgegendrucks hat zur Folge, dass das Beschleunigungspedal vom Fahrer stärker durchgetreten wird, da der auf den Fuß des Fahrers wirkende Widerstand reduziert wird. Durch die stärkere Betätigung des Beschleunigungspedals wird ein höheres Motormoment angefordert, was jedoch insbesondere in kritischen Fahrsituationen mit reduzierter Haftung zwischen Fahrzeugrädern und Fahrbahn durch die Motorelektronik kompensiert wird, beispielsweise durch eine Aktivierung der Antriebsschlupfregelung oder einem gezielten Bremseingriff an einem oder an mehreren Fahrzeugrädern. Hierdurch kann in kritischen Fahrsituationen bereits in einem sehr frühen Stadium ein Eingreifen der Motorelektronik provoziert werden, wodurch kritische Fahrsituationen bereits im Ansatz vermieden werden können. The direction of the variable force of the active Force control member is in an advantageous embodiment of the Restoring force-basic value of the passive spring element opposite what entails that the resulting pedal back pressure or the resulting restoring force is less than that of the passive Spring element generated pedal back pressure or restoring force Basic value. On the accelerator pedal thus acts lower pedal back pressure than with a deactivated Force control element with exclusive power generation via the passive Spring element. The reduction of the pedal back pressure has to Result that the accelerator pedal is stronger by the driver is passed, as the force acting on the foot of the driver resistance is reduced. Due to the stronger operation of the Accelerator pedal is requested a higher engine torque, what however, especially in critical driving situations with reduced Adhesion between vehicle wheels and roadway through the Motor electronics is compensated, for example by a Activation of traction control or a targeted Brake intervention on one or more vehicle wheels. This can in critical driving situations already in a very early Stage an intervention of the engine electronics are provoked which avoids critical driving situations right from the start can be.

Auch für den Fall, dass der Fahrer die Betätigung des Beschleunigungspedals auf Grund des geringeren Pedalgegendrucks zurücknimmt, wird eine Stabilisierung des Fahrzustandes erreicht, da in diesem Fall weniger Motormoment angefordert wird und eine entsprechend geringere Kraft über die Räder auf die Fahrbahn zu übertragen ist. Also in the event that the driver activates the Accelerator pedal due to lower pedal back pressure a stabilization of the driving condition is achieved because in this case less engine torque is requested and one correspondingly lower power over the wheels on the road to is transferred.

Dem Fahrer wird durch die Reduzierung des Pedalgegendrucks eine ähnliche Situation angezeigt, wie sie im Falle eines reduzierten Reibwertes zwischen mindestens einem Fahrzeugrad und der Fahrbahn herrscht. In dieser Situation droht ein Durchdrehen der Räder, da nur noch geringere Radlängs- und Radseitenkräfte übertragen werden können; diese Verhältnisse werden durch die Reduzierung des Pedalgegendrucks analog auf das Beschleunigungspedal übertragen, so dass der Fahrer über den verminderten Pedalgegendruck des Beschleunigungspedals intuitiv die Verhältnisse zwischen den Rädern und der Fahrbahn erfassen kann. The driver is by reducing the pedal back pressure a similar situation, as in the case of a reduced coefficient of friction between at least one vehicle wheel and the Roadway prevails. In this situation threatens a spin the wheels, since only even Radlängs- and Radseitenkräfte can be transferred; these relationships are determined by the Reduction of Pedalgegendrucks analog on the Transmitted accelerator pedal, so that the driver about the diminished Pedal back pressure of the accelerator pedal intuitive Conditions between the wheels and the roadway can capture.

Für den Fall, dass das aktiv anzusteuernde Kraftsteuerglied, über das der Pedalgegendruck zu reduzieren ist, im Fehlerfalle ausfällt, wirkt wie in konventionellen Systemen der von dem passiven Federelement erzeugte Pedalgegendruck-Grundwert. Das Beschleunigungspedalsystem befindet sich somit bei einem Ausfall des Kraftsteuerglieds in einem so genannten Fail-Safe- Zustand. In the event that the force control element to be actively controlled, over which the pedal back pressure is to reduce, in case of failure fails, acts as in conventional systems of the passive spring element generated pedal back pressure basic value. The Accelerator pedal system is thus at a Failure of the force control element in a so-called fail-safe State.

Die Erzeugung einer variablen Stellkraft des aktiven Kraftsteuergliedes kann alternativ oder kumulativ in Abhängigkeit verschiedener Bedingungen im Fahrzeug bzw. in Abhängigkeit der Interaktion von Fahrzeug und Umwelt erfolgen. Vorteilhaft wird der Reibwert zwischen mindestens einem Fahrzeugrad und der Fahrbahn ermittelt und eine Stellkraft für den Fall erzeugt, dass ein Schwellenwert für den Reibwert unterschritten wird. Dies kann noch vor dem Aktivieren einer Antriebsschlupfregelung oder eines elektronischen Stabilitätsprogrammes, bei dem ein Bremseingriff an den Fahrzeugrädern durchgeführt wird, erfolgen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Stellkraft für den Fall erzeugt, dass die Antriebsschlupfregelung bzw. ein elektronisches Stabilitätsprogramm mit einem Bremseingriff an den Fahrzeugrädern aktiviert wird. Als weitere Situationen, in denen eine variable Stellkraft als Rückmeldung über den aktuellen Fahr- bzw. Fahrzeugzustand erzeugt wird, kommen die Unterschreitung eines Mindestabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder zu einem stationären Hindernis, beispielsweise beim Rangieren, in Betracht. Auch bei Überschreitung einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit kann ein Stellkrafteingriff erfolgen, desweiteren bei einem Eingriff eines Fahrer- bzw. Fahrzeugassistenzsystems wie zum Beispiel bei Aktivierung einer Hill-Holder-Funktion zum selbsttätigen Verhindern einer Rückwärtsbewegung der Fahrzeugs beim Anfahren am Berg. Ein Stellkrafteingriff kann auch als Rückmeldung über das aktuell angeforderte Drehmoment des Motors, insbesondere beim Rangieren, durchgeführt werden. Auch im Falle eines Defektes eines Aggregates im Fahrzeug kann eine Stellkraft erzeugt werden, wobei über die Höhe und Richtung der Stellkraft Informationen über die Art und die Nachhaltigkeit des Defekts übertragbar sind. The generation of a variable force of the active Kraftsteuergliedes may alternatively or cumulatively in dependence various conditions in the vehicle or depending on the Car and environment interact. Becomes advantageous the coefficient of friction between at least one vehicle wheel and the Determined roadway and generates a force for the case, that a threshold value for the coefficient of friction is exceeded. This can be done before activating a traction control system or an electronic stability program in which a Braking intervention is performed on the vehicle wheels, respectively. According to a further advantageous embodiment, the Force in the case that generates the Traction control or an electronic stability program with a Brake intervention is activated on the vehicle wheels. As another Situations in which a variable force as feedback generated over the current driving or vehicle condition, fall below a minimum distance to a vehicle in front or to a stationary obstacle, for example, when maneuvering into consideration. Also at Exceeding a given maximum speed can be Stellkrafteingriff done, further in an intervention a driver or vehicle assistance system such as at Activation of a Hill Holder function for the automatic Preventing a backward movement of the vehicle when starting on Mountain. An adjuster intervention can also be used as feedback on the currently requested torque of the engine, especially at Maneuvering, to be performed. Also in case of a defect an aggregate in the vehicle can generate a restoring force Be aware of the height and direction of the force Information about the nature and sustainability of the defect are transferable.

Es kann zweckmäßig sein, die Größe der Stellkraft vom auslösenden Ereignis abhängig zu machen. Beispielsweise kann bei einem herabgesetzten Reibwert eine Stellkraft erzeugt werden, welche proportional zu dem von dem passiven Federelement erzeugten Pedalgegendruck-Grundwert ist. Als resultierende Pedalgegenkraft erhält man hierdurch einen ähnlichen Verlauf wie der Grundwert des passiven Federelementes, jedoch auf einem niedrigeren Niveau. Im Falle einer linearen Abhängigkeit des vom passiven Federelement erzeugten Pedalgegendrucks von der vom Fahrer erzeugten Pedalauslenkung nimmt somit auch der resultierende Pedalgegendruck einen linearen Verlauf ein, jedoch mit einer geringeren Steigung. It may be appropriate to the size of the force of depending on the triggering event. For example, at a reduced friction value a force can be generated, which proportional to that generated by the passive spring element Pedal back pressure basic value is. As a result pedal counterforce This gives you a similar course as the basic value of the passive spring element, but at a lower one Level. In the case of a linear dependence of the passive Spring element generated pedal back pressure of the driver generated pedal deflection thus also decreases the resulting Pedal counter pressure a linear course, but with a lower slope.

Alternativ zu einer proportionalen Reduzierung des resultierenden Pedalgegendrucks kommt auch eine nichtlineare Reduzierung in Betracht, beispielsweise, indem der resultierende Pedalgegendruck auf einen näherungsweise konstanten Wert beschränkt wird, der gegebenenfalls auch auf ein tieferes Niveau als im Zeitpunkt des Eingreifens des aktiven Kraftsteuergliedes herrscht abgesenkt wird, wofür schlagartig eine hohe Stellkraft aufgebaut werden muss. Dieser Anwendungsfall eignet sich insbesondere für einen selbsttätigen Bremseingriff bzw. ein Aktivieren der Antriebsschlupfregelung. Alternatively to a proportional reduction of the resulting pedal back pressure also comes with a non-linear reduction considered, for example, by the resulting Pedal counter pressure limited to an approximately constant value which, if necessary, may also be at a lower level than Time of intervention of the active force control element is lowered, for what suddenly a high force must be built. This application is suitable in particular for an automatic brake intervention or a Activating traction control.

Es kann zweckmäßig sein, die Höhe der Stellkraft geringer einzustellen als den Grundwert der Rückstellkraft bzw. des Pedalgegendrucks, was insbesondere für den Fall, dass die Stellkraft dem Rückstellkraft-Grundwert entgegengesetzt gerichtet ist, dazu führt, dass die auf die Beschleunigungseingabeeinheit wirkende resultierende Rückstellkraft geringer ist als der Grundwert, ohne hierdurch die Position der Beschleunigungseingabeeinheit zu verstellen. Die Beschleunigungseingabeeinheit verharrt in ihrer Position, jedoch wird die für eine Verstellung erforderliche, vom Fahrer aufzubringende Kraft reduziert, was vom Fahrer wahrgenommen und als Zusatzinformation interpretiert werden kann. It may be appropriate, the height of the restoring force less set as the basic value of the restoring force or the Pedal counterpressure, which is especially true in the event that the restoring force is directed opposite to the restoring force basic value, causes that to the acceleration input unit acting resulting restoring force is lower than that Basic value, without thereby changing the position of To adjust the acceleration input unit. The acceleration input unit remains in their position, but that is for an adjustment required force to be applied by the driver reduces what perceived by the driver and interpreted as additional information can be.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient designs are the further Claims, the description of the figures and the drawings remove. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beschleunigungspedalsystems mit einem Beschleunigungspedal, einem passiven Federelement und einem aktiv einstellbaren Kraftsteuerglied, welches über eine Regel- und Steuereinheit einzustellen ist, Fig. 1 is a schematic representation of an accelerator pedal system having an accelerator pedal, a passive spring element and an actively adjustable force control member which is set by a regulating and control unit,

Fig. 2 ein erstes Schaubild mit dem Verlauf des Pedalgegendruckes in Abhängigkeit vom Pedalweg, Fig. 2 shows a first diagram with the course of the pedal back pressure in dependence on the pedal travel,

Fig. 3 ein zweites Schaubild mit dem Verlauf des Pedalgegendruckes, Fig. 3 shows a second diagram with the course of the pedal back pressure,

Fig. 4 ein drittes Schaubild mit dem Verlauf des Pedalgegendruckes, Fig. 4 shows a third diagram showing the course of the pedal back pressure,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm mit einzelnen Verfahrensschritten des Verfahrens zur Erzeugung eines einstellbaren Pedalgegendruckes. Fig. 5 is a flowchart illustrating individual process steps of the method for producing an adjustable pedal back pressure.

Das in Fig. 1 dargestellte Beschleunigungspedalsystem 1 findet Anwendung in einem Kraftfahrzeug, welches insbesondere mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist. Gegebenenfalls kommt aber auch eine Anwendung in einem Fahrzeug mit Elektromotor in Betracht. Das Beschleunigungspedalsystem 1 umfasst ein vom Fahrer zu betätigendes Beschleunigungspedal 2, welches aus der gezeigten Ausgangsposition durch Auslenkung in Betätigungsrichtung 7 bis zu einer maximalen Betätigungsposition verstellbar ist. Des Weiteren umfasst das System ein passives Federelement 3, welches das Beschleunigungspedal 2 abstützt und einen Rückstellkraft- bzw. Pedalgegendruck-Grundwert F_P,Gauf das Beschleunigungspedal ausübt. Zweckmäßig weist das passive Federelement 3 ein lineares Federverhalten auf, so dass der Pedalgegendruck F_P,G mit zunehmender Auslenkung des Beschleunigungspedals 2 in Betätigungsrichtung 7 linear ansteigt. Die Auslenkung bzw. der Pedalweg ist mit dem mit s_P gekennzeichneten Pfeil angedeutet. The accelerator pedal system 1 shown in Fig. 1 is used in a motor vehicle, which is in particular equipped with an internal combustion engine. Optionally, however, is also an application in a vehicle with electric motor into consideration. The accelerator pedal system 1 comprises an accelerator pedal 2 to be actuated by the driver, which is adjustable from the initial position shown by deflection in the direction of actuation 7 up to a maximum actuation position. Furthermore, the system comprises a passive spring element 3 , which supports the accelerator pedal 2 and exerts a restoring force or pedal back pressure basic value F _{P, G} on the accelerator pedal. Suitably, the passive spring element 3 has a linear spring behavior, so that the pedal back pressure F _{P, G} linearly increases with increasing deflection of the accelerator pedal 2 in the direction of actuation 7 . The deflection or the pedal travel is indicated by the arrow marked with s _P.

Das Beschleunigungspedalsystem umfasst zweckmäßig auch einen Winkel- bzw. Wegsensor 4, über den der Pedalweg s_P zu ermitteln ist. Der Sensor 4 überträgt die Information über den Pedalweg s_P zweckmäßig auf eine Regel- und Steuereinheit 6, in welcher in Abhängigkeit des Wertes des Pedalweges s_P motorische Stellgrößen wie Drosselklappenposition, Zündwinkel und Einspritzmenge und dergleichen ermittelt werden. Mit Hilfe des Sensors 4 kann eine Drive-by-Wire-Funktion realisiert werden. The accelerator pedal system expediently also includes an angle or displacement sensor 4 , via which the pedal travel s _{P is} to be determined. The sensor 4 transmits the information about the pedal travel s _P expedient to a control and control unit 6 , in which, depending on the value of the pedal travel s _P motor manipulated variables such as throttle position, ignition angle and injection quantity and the like are determined. With the help of the sensor 4 , a drive-by-wire function can be realized.

Dem Beschleunigungspedalsystem 1 ist weiterhin ein aktiv einstellbares Kraftsteuerglied 5 zugeordnet, welches eine Stellkraft F_S auf das Beschleunigungspedal 2 ausübt. Die Stellkraft F_S ist insbesondere zum Pedalgegendruck-Grundwert F_P,G des passiven Federelementes 3 entgegengesetzt gerichtet, so dass der resultierende Pedalgegendruck durch Subtrahierung der Stellkraft F_S vom Pedalgegendruck F_P,G des Federelementes 3 ermittelt wird. Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmäßig sein, die Stellkraft F_S des aktiven Kraftsteuergliedes 5 in die gleiche Richtung wirken zu lassen wie der Pedalgegendruck-Grundwert F_P,G des passiven Federelementes 3. The accelerator pedal system 1 is further associated with an actively adjustable force control member 5 , which exerts a force F _S on the accelerator pedal 2 . The actuating force F _S is oppositely directed, in particular, to the pedal back pressure basic value F _{P, G of} the passive spring element 3 , so that the resulting pedal back pressure is determined by subtracting the actuating force F _S from the pedal back pressure F _{P, G of} the spring element 3 . Optionally, it may also be expedient to let the actuating force F _{S of} the active force control element 5 act in the same direction as the pedal back pressure basic value F _{P, G of} the passive spring element 3 .

Bei den Bezeichnungen für den Pedalgegendruck und die Stellkraft handelt es sich - in Abhängigkeit von der jeweiligen Mechanik des Beschleunigungspedales 2 - um gleichartige Größen, welche im Falle einer gelenkigen Lagerung des Pedales als Drehmoment wirken, gegebenenfalls aber auch als reine Kraft- oder Druckgrößen behandelt werden können. The designations for the pedal back pressure and the actuating force are - depending on the respective mechanics of the acceleration pedal 2 - similar sizes, which act in the case of articulated mounting of the pedal as torque, but optionally also treated as pure force or pressure variables can.

Das Kraftsteuerglied 5, welches die Stellkraft F_S auf das Beschleunigungspedal 2 ausübt, wird in Abhängigkeit von Informationssignalen S_I, die der Regel- und Steuereinheit 6 zuzuführen sind, über dort erzeugte Stellsignale eingestellt. Bei den Informationssignalen S_I handelt es sich um Motorzustands- und Betriebsgrößen wie zum Beispiel Motordrehmoment, Motordrehzahl, Motorlast, motorische Kenngrößen, aber auch Zustands- und Kenngrößen aus weiteren Aggregaten des Fahrzeuges wie zum Beispiel Fahrzeugbremsen, oder auch Größen, welche die Interaktion des Fahrzeuges mit der Umwelt kennzeichnen, beispielsweise der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, zu einem sonstigen Hindernis oder die absolute Position des Fahrzeuges. Bei einer Aktivierung des Kraftsteuergliedes 5 wird der vom passiven Federelement 3 erzeugte Pedalgegendruck-Grundwert F_P,G um den Wert der vom Kraftsteuerglied erzeugten Stellkraft F_S reduziert. The force control element 5 , which exerts the actuating force F _S on the accelerator pedal 2 , is set as a function of information signals S _I to be supplied to the control and regulation unit 6 via control signals generated there. The information signals S _I are engine state and operating variables such as engine torque, engine speed, engine load, engine characteristics, but also state and parameters from other units of the vehicle such as vehicle brakes, or sizes that the interaction of the vehicle Mark with the environment, for example, the distance to a vehicle ahead, to another obstacle or the absolute position of the vehicle. Upon activation of the force control element 5 , the pedal back pressure basic value F _{P, G} generated by the passive spring element 3 is reduced by the value of the force F _S generated by the force control element.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit dem Verlauf des Pedalgegendruckes F_P in Abhängigkeit vom Pedalweg s_P. Eingetragen ist der Verlauf des Pedalgegendruck-Grundwertes F_P,G des passiven Federelementes, welcher als lineare Funktion ausgeführt ist. Die vom aktiven Kraftsteuerglied erzeugte Stellkraft F_S hängt ebenfalls linear vom Pedalweg s_P ab und steigt somit mit zunehmendem Pedalweg an. Auf Grund der entgegengesetzten Richtung der Stellkraft F_S ergibt sich ein resultierender Pedalgegendruck F_P,R, welcher ebenfalls als lineare Funktion ausgeführt ist, jedoch gegenüber dem Pedalgegendruck-Grundwert F_P,G eine geringere Steigung aufweist. Auf diese Weise wird über eine entsprechende Ansteuerung des Kraftsteuergliedes ein weicheres Federverhalten mit geringerem Pedalgegendruck erreicht. FIG. 2 shows a diagram with the course of the pedal back pressure F _P as a function of the pedal travel s _P. Entered is the course of the pedal back pressure basic value F _{P, G of} the passive spring element, which is designed as a linear function. The force F _S generated by the active force control element also depends linearly on the pedal travel s _P and thus increases with increasing pedal travel. Due to the opposite direction of the force F _S results in a resulting pedal back pressure F _{P, R} , which is also designed as a linear function, but compared to the pedal back pressure basic value F _{P, G has} a lower slope. In this way, a softer spring behavior is achieved with a lower pedal backpressure via a corresponding control of the force control member.

Der in Fig. 2 dargestellte lineare Verlauf des resultierenden Pedalgegendruckes F_P,R wird insbesondere in Fällen eingestellt, in welchen der Reibwert zwischen mindestens einem Fahrzeugrad und der Fahrbahn einen Schwellenwert unterschreitet. In diesem Fall besteht Rutschgefahr für das Fahrzeug, was dem Fahrer durch die Reduzierung des Pedalgegendruckes mitgeteilt werden kann. Falls die Fahrerreaktion in der Weise ausfällt, dass das Beschleunigungspedal weiter durchgedrückt wird, wird vom Fahrer ein höheres Motormoment angefordert, was jedoch durch die Motorelektronik kompensiert wird, so dass ein Durchdrehen der Räder verhindert wird. Bei einer entgegengesetzten Reaktion des Fahrers - Fahrer nimmt die Pedalanforderung zurück - wird auch die Momentenanforderung reduziert, so dass in diesem Fall ebenfalls ein Durchdrehen der Räder verhindert wird. The linear course of the resulting pedal counterpressure F _{P, R} shown in FIG. 2 is set in particular in cases in which the coefficient of friction between at least one vehicle wheel and the roadway falls below a threshold value. In this case, there is a risk of slipping for the vehicle, which can be communicated to the driver by reducing the pedal back pressure. If the driver reaction fails in such a way that the accelerator pedal is pressed further, the driver requests a higher engine torque, which is compensated by the engine electronics, so that a wheel spin is prevented. In an opposite reaction of the driver - driver takes the pedal request back - also the torque request is reduced, so that in this case also a spin of the wheels is prevented.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Reduzierung des Pedalgegendruckes gezeigt. Ausgehend von dem linearen Verlauf des Pedalgegendruck-Grundwertes F_P,G wird für den Fall, dass eine Antriebsschlupfregelung oder ein selbsttätiger Bremseingriff an einem oder an mehreren Rädern (elektronisches Stabilitätsprogramm) aktiviert wird, über das Kraftsteuerglied eine entgegengesetzte Stellkraft F_S erzeugt, die jedoch im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel schlagartig aufgebaut wird, sobald ein selbsttätiger Motor- oder Bremseingriff erfolgt. Der Aufbau der entgegengesetzt gerichteten Stellkraft F_S erfolgt insbesondere zu einem Zeitpunkt A, an dem eines oder mehrere Fahrzeugräder durchzudrehen beginnen. Der Aufbau der Stellkraft erfolgt in der Weise, dass der resultierende Pedalgegendruck F_P,R auf einen konstanten Wert reduziert wird, dessen Niveau insbesondere kleiner ist als der Pedalgegendruck im Zeitpunkt A, ab dem die Stellkraft F_S aufgebaut wird. In Fig. 3, another embodiment for a reduction of the pedal back pressure is shown. Based on the linear course of the pedal back pressure basic value F _{P, G} is in the event that a traction control or an automatic braking intervention on one or more wheels (electronic stability program) is activated, via the force control member, an opposite force F _S generated, however unlike the previous embodiment is abruptly established as soon as an automatic engine or brake intervention takes place. The structure of the oppositely directed actuating force F _S takes place, in particular, at a point in time A at which one or more vehicle wheels begin to spin. The construction of the actuating force takes place in such a way that the resulting pedal back pressure F _{P, R is} reduced to a constant value whose level is in particular smaller than the pedal back pressure at the time A, from which the actuating force F _S is established.

Durch die plötzliche Verringerung des Pedalgegendruckes kann dem Fahrer mitgeteilt werden, dass über die Motorelektronik ein zusätzlicher Eingriff in den Motor bzw. die Bremsen erfolgt ist. By the sudden reduction of the pedal back pressure can be informed to the driver that via the engine electronics additional intervention in the engine or brakes takes place is.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Dargestellt ist eine Verringerung des Pedalgegendruckes etwa im Bereich zwischen 40% und 60% des maximalen Pedalweges s_P, wobei dieser Bereich mit einem gegenüber dem linearen Verlauf des Pedalgegendruck-Grundwertes F_P,G reduzierten resultierenden Pedalgegendruckes F_P,R eine verbrauchsoptimale Betriebsweise der Brennkraftmaschine des Fahrzeuges kennzeichnet. Durch die bereichsweise Reduzierung des Pedalgegendruckes mit einem Anstieg des Gegendruckes diesseits und jenseits des optimalen Bereiches kann der Fahrer über die Höhe des Gegendruckes den verbrauchsoptimalen Betriebspunkt erspüren. Anfangspunkt und Endpunkt der Reduzierung des Pedalgegendruckes können hierbei ebenso variabel eingestellt werden wie die Höhe der Reduzierung. Another embodiment is shown in Fig. 4. Shown is a reduction of the pedal back pressure approximately in the range between 40% and 60% of the maximum pedal travel s _P , this range with a relation to the linear course of the pedal back pressure basic value F _{P, G} reduced resulting pedal back pressure F _{P, R} a consumption-optimal operation of the internal combustion engine of the vehicle. By partially reducing the pedal back pressure with an increase in the back pressure on both sides of the optimum range and the driver can sense the amount of backpressure the optimal consumption point. Starting point and end point of the reduction of the pedal back pressure can be set as variable as the amount of reduction here.

In Fig. 5 ist ein Flussdiagramm mit den grundsätzlichen Verfahrensschritten zur Erzeugung eines einstellbaren Pedalgegendrucks in einem Beschleunigungspedal dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt V1 wird zunächst abgefragt, ob der aktuelle Reibwert η zwischen zumindest einem Fahrzeugrad und der Fahrbahn einen Schwellenwert η_Grenz unterschreitet. Sofern dies der Fall ist, wird der Ja-Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt V4 fortgefahren, gemäß dem eine dem Pedalgegendruck-Grundwert entgegengesetzte Stellkraft F_S in dem einstellbaren, aktiven Kraftsteuerglied erzeugt wird, um den resultierenden Pedalgegendruck zuvermindern. FIG. 5 shows a flow chart with the basic method steps for generating an adjustable pedal counterpressure in an accelerator pedal. In a first method step V1, it is first queried whether the current coefficient of friction η between at least one vehicle wheel and the roadway _falls below a threshold value η _limit . If so, then the yes branch proceeds to step V4, which generates a counterforce F _S opposing the pedal backpressure base value in the adjustable active force control member to reduce the resulting pedal back pressure.

Falls der Reibwert η den Schwellenwert η_Grenz nicht unterschreitet, wird der Nein-Verzweigung entsprechend zum folgenden Verfahrensschritt V2 fortgefahren, in welchem abgefragt wird, ob das elektronische Stabilitätsprogramm ESP aktiviert worden ist, über das ein selbsttätiger Bremseingriff an einem oder an mehreren Fahrzeugrädern durchgeführt werden kann. Bei Bejahung dieser Bedingung wird wiederum zum Verfahrensschritt V4 fortgefahren und eine Stellkraft F_S erzeugt. Andernfalls wird der Nein-Verzweigung entsprechend zum folgenden Verfahrensschritt V3 fortgefahren. If the coefficient of friction η does not fall below the threshold value η _limit , the no branch is continued in accordance with the following method step V2, in which it is queried whether the electronic stability program ESP has been activated, via which an automatic braking intervention is performed on one or more vehicle wheels can. If this condition is affirmative, the method step V4 is again proceeded to and a restoring force F _{S is} generated. Otherwise, the no branch is continued according to the following method step V3.

Im Verfahrensschritt V3 wird als weitere Bedingung abgefragt, ob die Antriebsschlupfregelung ASR aktiviert worden ist, wobei im Falle der Ja-Verzweigung wiederum zum Verfahrensschritt V4 fortgefahren und eine Stellkraft F_S erzeugt wird; andernfalls wird der Nein-Verzweigung entsprechend fortgefahren, wobei in diesem Fall entweder das gesamte Verfahren nun durchlaufen ist und in zyklischen Abständen beim Verfahrensschritt V1 beginnend wiederholt wird oder aber noch weitere, in Fig. 5 nicht dargestellte Bedingungen überprüft werden, die zu einer Aktivierung des Kraftsteuergliedes und einem Aufbau einer Stellkraft F_S führen können. In step V3 is queried as a further condition, whether the traction control ASR has been activated, in the case of the Yes branch in turn proceeded to step V4 and a force F _{S is} generated; otherwise, the no-branch is proceeded accordingly, in which case either the entire process has now been run through and cyclically repeated in step V1, or other conditions not shown in FIG. 5 are checked, which lead to an activation of the Force control element and a structure of a force F _{S can} lead.

Die Stellkraft F_S kann zum einen in Abhängigkeit von der Auslösebedingung - wie in Verfahrensschritt V1, V2 und V3 dargestellt - und zum anderen in Abhängigkeit von weiteren Parametern und sonstigen Kenngrößen erzeugt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von Motorzustands- und Betriebsgrößen oder sonstigen den Fahrzeugzustand kennzeichnenden Größen. Im Anschluss an den Verfahrensschritt 4 wird das gesamte Verfahren in zyklischen Abständen wiederholt. The actuating force F _S can be generated on the one hand as a function of the triggering condition-as illustrated in method steps V1, V2 and V3-and secondly as a function of further parameters and other parameters, for example as a function of engine state and operating variables or other vehicle conditions characterizing the vehicle sizes. Following process step 4 , the entire process is repeated at cyclic intervals.

Es kann zweckmäßig sein, die vom Kraftsteuerglied erzeugte Stellkraft F_S in die gleiche Richtung weisen zu lassen, wie der Pedalgegendruck-Grundwert des passiven Federelementes, wodurch eine Verstärkung des Pedalgegendruckes erzielt wird. It may be expedient to let the force F _S generated by the force control member point in the same direction as the pedal back pressure basic value of the passive spring element, whereby an amplification of the pedal back pressure is achieved.

Claims

1. A method for generating an adjustable restoring force in an acceleration input unit in a vehicle in which by a passive spring element ( 3 ) a restoring force basic value (F _{P, G} ) and by an actively adjustable force control member ( 5 ) on the acceleration input unit (accelerator 2 ) acting force (F _S ) is generated, wherein the height of the actuating force (F _S ) is determined in dependence on vehicle state variables and / or vehicle characteristics , characterized in that the actuating force (F _S ) as a function of vehicle state variables and / or vehicle characteristics variable adjustable is.

2. The method according to claim 1, characterized in that the direction of the actuating force (F _S ) is the restoring force basic value (F _{P, G} ) of the passive spring element ( 3 ) opposite.

3. The method according to claim 1, characterized in that the direction of the actuating force (F _S ) is rectified as the restoring force basic value (F _{P, G} ) of the passive spring element ( 3 ).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the height of the actuating force (F _S ) is less than the restoring force basic value (F _{P, G} ) of the passive spring element ( 3 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the adjusting force (F _S ) is set in dependence on motor state variables and / or characteristics.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the actuating force (F _S ) is set in dependence on non-motor state variables and / or characteristics.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that the coefficient of friction (η) between at least one vehicle wheel and the roadway below a threshold (η _limit ).

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that a traction control (ASR) is activated in the vehicle.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that in the vehicle an automatic braking intervention (ESP) is performed.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that a predetermined vehicle speed is exceeded.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that a predetermined minimum distance to a preceding vehicle is reached.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that a predetermined minimum distance to a fixed obstacle is reached.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a force (F _S ) is generated in the event that a defect is detected in a vehicle unit.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the actuating force (F _S ) is proportional to the restoring force basic value (F _{P, G} ) generated by the passive spring element.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the actuating force (F _S ) limits the resulting restoring force (F _{P, R} ) to an approximately constant value.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the of the passive spring element ( 3 ) generated restoring force basic value (F _{P, G} ) increases in proportion to the deflection of the acceleration input unit ( 2 ).

17. An acceleration input system in a vehicle, in particular an acceleration input system for carrying out the method according to claim 1, having an acceleration input unit (acceleration pedal 2 ) which can be adjusted between a starting position and a maximum actuation position, with a passive spring element ( 3 ) which transmits an acceleration input unit (FIG. Accelerator pedal 2 ) in the direction of its initial position acting on Rückstellkraft- basic value (F _{P, G} ) generated, and with an actively adjustable force control member ( 5 ), which generates a resultant restoring force modifying actuating force (F _S ) depending on vehicle state variables and / or vehicle characteristics, characterized in that the actuating force (F _S ) is variably adjustable as a function of the vehicle state variables and / or vehicle characteristics.

18. An acceleration input system according to claim 17, characterized in that the acceleration input unit is an accelerator pedal ( 2 ).

19. An acceleration input system according to claim 18, characterized, the acceleration input unit is a joystick.

20. Use of an acceleration input system after a of claims 17 to 19 in a vehicle with Combustion engine.

21. Use of an acceleration input system after a of claims 18 to 20 in a vehicle with an electric motor.