WO2004108464A1 - Verfahren zur einstellung der auf ein fahrpedal eines kraftfahrzeugs wirkenden rückstellkraft - Google Patents

Verfahren zur einstellung der auf ein fahrpedal eines kraftfahrzeugs wirkenden rückstellkraft Download PDF

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WO2004108464A1
WO2004108464A1 PCT/DE2004/001072 DE2004001072W WO2004108464A1 WO 2004108464 A1 WO2004108464 A1 WO 2004108464A1 DE 2004001072 W DE2004001072 W DE 2004001072W WO 2004108464 A1 WO2004108464 A1 WO 2004108464A1
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WO
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accelerator pedal
restoring force
operating condition
additional
eccentric cam
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PCT/DE2004/001072
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Wintera
Tilman Miehle
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B60K26/021—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements with means for providing feel, e.g. by changing pedal force characteristics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B60K31/0058—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator responsive to externally generated signalling

Definitions

  • the invention is based on a method for setting the restoring force, which is generated by a resetting arrangement and acts on an accelerator pedal of an accelerator pedal device of a motor vehicle, by means of an actuating device in any position between a rest position and an end position of the accelerator pedal depending on the operating conditions of the motor vehicle. wherein the restoring force generated by the restoring arrangement is increased by an additional restoring force amount in the case of an operating condition that deviates from a defined operating condition or has reached its limits, according to the preamble of claim 1 and from a device for carrying out this method according to the preamble of claim 6.
  • Such a method or such a device is described in DE 199 18 119 A1.
  • the restoring force is increased by an additional restoring force amount when deviating from a defined operating condition, which signals the driver not to actuate the accelerator pedal beyond the point reached. If the driver does so anyway, the restoring force remains at the elevated level.
  • the driver receives an even more clearly perceptible signal than is given by the increase in the restoring force alone.
  • the increase combined with the sudden or sudden reduction in the restoring force is a particularly psychologically haunting signal, since it shows that a limit has been exceeded.
  • the jump in force which is perceived as a disruption, prevents it from getting used to the higher restoring force.
  • the feedback is sent to the driver's foot and thus to the body with which he decisively determines the operating conditions of the vehicle. Consequently, there is a tangible and direct connection between the speed and acceleration request on the one hand and the reaction to this as a changed restoring force on the accelerator pedal, which advantageously means that the driver can expect a short reaction time to the changed operating conditions.
  • the additional restoring force amount is preferably reduced to the value zero, that is to say that the restoring force returns to the level prevailing before the defined operating condition was left, which contributes to the formation of a particularly clear force signal.
  • the generation and abrupt or abrupt reduction of the additional restoring force amount can take place once or several times in succession, so that in the second case there is a kind of vibration on the accelerator pedal which can be clearly perceived by the driver.
  • the additional amount of restoring force can be varied continuously between the value zero and a maximum value.
  • a permissible operating condition such as the permissible maximum speed of the currently driven a road or the minimum permitted distance to a vehicle in front or an economic operating condition.
  • the permissible maximum speed will preferably be transmitted by means of telematics systems to a control and regulating device which, when exceeded, controls the actuating device to increase the restoring force on the accelerator pedal.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional representation of a preferred embodiment of an accelerator pedal device according to the invention with an eccentric cam;
  • FIG. 2 shows an end view of the eccentric cam from FIG. 1;
  • 3 shows a cross-sectional representation of the eccentric cam of FIG. 2 along the line III-III; 4 shows a pedal force-pedal travel characteristic of the accelerator pedal device from
  • Two return springs 8, 10 of a return spring arrangement 12 are supported at one end on the accelerator pedal 2 and at the other end on a centering pin 14 of a spring mount 16, which is linear in a blind hole-like guide 18 of the bearing block 4 in the direction of the central axis of the return springs 8, 10 is slidably mounted.
  • a return spring 8 is arranged within the other return spring 10.
  • the return springs 8, 10 clamped between the accelerator pedal 2 and the spring mount 16 exert a biasing force on the accelerator pedal 2 in its actuating direction, which transfers this as a restoring force to the driver's foot, so that the unactuated accelerator pedal 2 swings out until it strikes an idling stop, not shown , This position corresponds to the idle position or rest position of the accelerator pedal 2.
  • the spring receptacle 16 is part of an actuating device 20 for adjusting the pretension of the return spring arrangement 12 in any position between the idle position and the full load position of the accelerator pedal 2 depending on the operating conditions of the motor vehicle.
  • This actuating device 20 is initially designed in such a way that the pretensioning of the return spring arrangement 12 is increased by an additional pretensioning path in the event of an operating condition deviating from a defined operating condition.
  • the actuating device 20 communicates with a control and regulating device 22, which, depending on a comparison between the current operating conditions detected by sensors and the defined operating condition, supplies an actuating signal for the actuating device 20 to determine the restoring force of the accelerator pedal 2 or Adjust the bias of the return spring assembly 12 accordingly.
  • the driver receives feedback that can be felt with the foot about the operating conditions of the vehicle, since a changed restoring force on the accelerator pedal 2 requires a corresponding adjustment of the actuating force.
  • the defined operating condition includes, for example, a permissible operating condition such as the permissible maximum speed of the road currently being traveled or the permissible minimum distance from a vehicle in front or an economic operating condition with low fuel consumption.
  • the permissible operating condition such as the maximum speed applicable on a section of road, is preferably determined by means of telematics systems as part of a traffic sign recognition on sensors of the control and control device 22 transmitted and compared there with the currently driven speed. Appropriate sensors are provided in the vehicle to measure the distance to the vehicle in front. Economic operating states can be specified using vehicle internal maps.
  • the actuating device 20 furthermore preferably includes a stepper motor 24 which is controlled by the control and regulating device 22 for driving a transmission 26 which, for example, includes a bevel gear 28 in order to deflect the rotation of the motor shaft perpendicular to it.
  • the bevel gear 28 consists of two intermeshing bevel gears 30, the bevel gear 30 on the transmission output side being held on one end of a shaft 32 which on the other side carries a coaxial eccentric cam 34 which, with its cam surface 36, passes through a through opening 38 in the bottom of the guide 18 protruding and from the return springs 8, 10 facing bottom pin 40 of the spring receptacle 16 contacted. This contact is biased by the action of the return springs 8, 10.
  • the eccentric cam 34 is shown individually in FIGS. 2 and 3, with its cam surface 36, viewed in a cross-sectional plane, a section 46 rising from a zero point 42 with the smallest radius to a highest vertex 44 with the largest radius, as well as one from the vertex 44 has the zero point 42 with a section 48 that slopes away from the slope.
  • the stepper motor 24, the gear 26, the eccentric cam 34, the adjustable spring holder 16 and the two return springs 8, 10 then together form the actuating device 20 for changing the restoring force of the accelerator pedal 2 depending on the operating conditions of the vehicle.
  • stepper motor 24 If the stepper motor 24 is now activated by the control and regulating device 22, the rotary movement of the motor shaft is transmitted via the bevel gear 28 to the eccentric cam 34, the rotation of which from the zero position 48 illustrated in FIG Direction accelerator pedal 2 and consequently seen in the return spring longitudinal direction causes a reduction in the distance between the spring mount 16 and accelerator pedal 2. Consequently, the preload force of the two return springs 8, 10 and thus also the restoring force counteracting the actuating force on the accelerator pedal 2 increases by an additional restoring force amount dR.
  • Restoring force by an additional restoring force amount dR This is generated from a pedal position c at which the limits of the defined operating condition are left, as curve b in FIG. 4 illustrates.
  • the additional restoring force amount dR is therefore to be understood as a restoring force that is applied in addition to the restoring force according to curve a.
  • the additional restoring force amount dR generated by activation of the adjusting device is preferably increased from the value zero to a maximum value. If this signal is not sufficient to cause the driver to return to the defined operating condition, the additional restoring force amount dR is suddenly or suddenly reduced to the value zero, as shown in FIG. 4.
  • the eccentric cam 34 is rotated beyond its apex 44 until the zero point 42 is again opposite the pin 40 of the spring mount 16. Due to the relatively high slope of the falling portion 48 of the cam surface 36, the additional preload and thus also the additional restoring force amount dR on the accelerator pedal 2 is suddenly or suddenly reduced.
  • the prestressing of the return spring arrangement or the return force can be adjusted in any position of the accelerator pedal 2, in particular also in the full load position.
  • the restoring force is preferably changed or adjusted within a force range in which the driver is still able to bring the accelerator pedal 2 into full load position in order to be able to safely complete an overtaking operation despite the speed limit.
  • the chronological sequence of generation, increase and sudden or sudden reduction in the additional restoring force amount dR on the accelerator pedal 2 can be predetermined as desired, depending on the respective requirements, by appropriate programming of the control and regulating device 22.
  • the resetting force can be increased and abruptly reduced once or several times in succession by rotating the eccentric cam 34 a number of times.
  • the stepping motor 24 can also be actuated accordingly Speed characteristics - slow increase and sudden reduction in the additional restoring force amount dR - can be changed, for example, in such a way that the increase also takes place very quickly.
  • any other actuator such as a cam mechanism can be used in the setting device 22, as long as it is only possible to suddenly reduce the additional restoring force amount dR.
  • the eccentric cam 34 according to FIG. 2 enables a stepless adjustment of the additional preload between the value zero and the maximum value, a stepped adjustment is also possible by means of appropriately designed actuators.
  • the restoring force on the accelerator pedal 2 can also be varied in a manner other than by a mechanical actuator, for example by electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuators.
  • the invention can also be applied to a hanging accelerator pedal instead of to a standing accelerator pedal 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der auf ein Fahrpedal (2) einer Fahrpedaleinrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs wirkenden, von einer Rückstellanordnung (12) erzeugten Rückstellkraft mittels einer Stelleinrichtung (20) in jeder beliebigen Position zwischen einer Ruheposition und einer End­position des Fahrpedals (2) abhängig von den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs, wobei die durch die Rückstellanordnung (12) erzeugte Rück­stellkraft bei einer von einer definierten Betriebsbedingung abweichenden o­der an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingung um einen zusätzlichen Rückstellkraftbetrag erhöht wird. Erfindungsgemäß wird bei einer durch die Position des Fahrpedals bedingt weiterhin von der definierten Betriebsbedin­gung abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingung der zusätzliche Rückstellkraftbetrag sprunghaft reduziert.

Description

Verfahren zur Einstellung der auf ein Fahrpedal eines Kraftfahrzeugs wirkenden Rückstellkraft
Beschreibung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Einstellung der auf ein Fahrpedal einer Fahrpedaleinrichtung eines Kraftfahrzeugs wirkenden, von einer Rückstellanordnung erzeugten Rückstellkraft mittels einer Stelleinrichtung in jeder beliebigen Position zwischen einer Ruheposition und einer Endposition des Fahrpedals abhängig von den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs, wobei die durch die Rückstellanordnung erzeugte Rückstellkraft bei einer von einer definierten Betriebsbedingung abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingung um einen zusätzlichen Rückstellkraftbetrag erhöht wird, gemäß dem O- berbegriff von Anspruch 1 und von einer Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6. Ein solches Verfahren bzw. eine solche Vorrichtung ist in der DE 199 18 119 A1 beschrieben. Gemäß dem bekannten Verfahren wird die Rückstellkraft beim Abweichen von einer definierten Betriebsbedingung um einen zusätzlichen Rückstellkraftbetrag erhöht, was dem Fahrer signalisiert, das Fahrpedal nicht über den erreichten Punkt hinaus zu betätigen. Falls der Fahrer dies dennoch tut, verharrt die Rückstellkraft weiterhin auf dem erhöhten Niveau. Vorteile der Erfindung
Indem bei einer weiterhin von der definierten Betriebsbedingung abweichenden o- der an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingung der zusätzliche Rückstell- kraftbetrag sprunghaft reduziert wird, erhält der Fahrer ein noch deutlicher wahr- nehmbares Signal als es durch die Steigerung der Rückstellkraft alleine gegeben ist. Das Ansteigen verbunden mit der schlagartigen oder sprunghaften Reduzierung der Rückstellkraft stellt insbesondere ein psychologisch eindringliches Signal dar, da es verdeutlicht, dass eine Grenze überschritten wurde. Es verhindert insbesondere durch den als Störung empfundenen Kraftsprung, dass eine Gewöh- nung an die höhere Rückstellkraft eintritt. Die Rückmeldung erfolgt an den Fuß des Fahrers und damit an das Organ, mit welchem er die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs maßgeblich bestimmt. Folglich ist ein fühlbarer und direkter Zusammenhang zwischen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsanforderung einerseits und der Reaktion hierauf als veränderte Rückstellkraft am Fahrpedal ge- geben, was in vorteilhafter Weise eine kurze Reaktionszeit des Fahrers auf die veränderten Betriebsbedingungen erwarten läßt.
Vorzugsweise wird der zusätzliche Rückstellkraftbetrag auf den Wert Null reduziert, d.h., dass die Rückstellkraft wieder das vor dem Verlassen der definierten Betriebsbedingung herrschende Niveau einnimmt, was zur Ausbildung eines be- sonderes deutlichen Kraftsignals beiträgt.
Die Erzeugung und schlagartige oder sprunghafte Reduzierung des zusätzlichen Rückstellkraftbetrages kann einmalig oder mehrmals hintereinander erfolgen, so dass sich im zweiten Fall eine Art Schwingung am Fahrpedal ergibt, welche vom Fahrer sehr deutlich wahrnehmbar ist. Weiterhin kann beispielsweise der zusätzli- ehe Rückstellkraftbetrag zwischen dem Wert Null und einem Maximalwert stufenlos variiert werden.
Unter einer definierten Betriebsbedingung ist beispielsweise eine zulässige Betriebsbedingung wie die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahre- nen Straße oder der zulässige Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder eine ökonomische Betriebsbedingung zu verstehen. Die zulässige Höchstgeschwindigkeit wird vorzugsweise mittels Telematiksystemen an eine Steuer- und Regeleinrichtung übermittelt werden, welche bei Überschreitung die Stelleinrichtung zur Erhöhung der Rückstellkraft am Fahrpedal ansteuert.
Zur Durchführung des geschilderten Verfahrens weist die Rückstellanordnung vorzugsweise wenigstens ein sich mit einem Ende am Fahrpedal und mit dem anderen Ende an einer verstellbaren Federaufnahme der Stelleinrichtung abstützendes Rückstellfederelement auf, wobei die Federaufnahme mittels eines von einem Motor in Drehung versetzbaren Exzenternockens mit umlaufender Nockenfläche verstellbar ist. Die Federaufnahme ist in einem Gehäuse linear verschiebbar gehalten und abhängig von der Drehstellung des Exzenternockens verstellbar. Dadurch kann die Vorspannung der Rückstellfeder stufenlos variiert werden, was in einer ebenso stufenlosen Einstellung des zusätzlichen Rückstellkraftbetrages am Fahrpedal resultiert.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig.1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrpedaleinrichtung mit einem Exzenternocken;
Fig.2 eine Stirnansicht des Exzenternockens von Fig.1 ;
Fig.3 eine Querschnittsdarstellung des Exzenternockens von Fig.2 entlang der Linie lll-lll; Fig.4 eine Pedalkraft-Pedalweg-Kennlinie der Fahrpedaleinrichtung von
Fig.1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig.1 gezeigte, bevorzugte Ausführungsform einer Fahrpedaleinrichtung 1 für Kraftfahrzeuge gemäß der Erfindung beinhaltet ein vom Fahrer mit dem Fuß betätigbares Fahrpedal 2, welches vorzugsweise als hängendes Fahrpedal ausgeführt ist und welches an einem Lagerbock 4 um eine Drehachse 6 schwenkbar gelagert ist. Das Fahrpedal 2 weist eine aus Maßstabsgründen nicht gezeigte, e- bene Betätigungsfläche für den Fuß des Fahrers auf. Die Drehung des Fahrpe- dals 2 wird auf einen nicht dargestellten Pedalwertgeber übertragen, welcher ein von der Betätigungsgeschwindigkeit und -beschleunigung abhängiges Signal an eine Motorelektronik beispielsweise über einen CAN (Controller-Area-Network)- Datenbus liefert. Die Fahrpedaleinrichtung 1 ist beispielsweise mit standardisierten elektrischen und mechanischen Schnittstellen ausgerüstet und kann als kom- plettes Fahrpedalmodul in verschiedene Typen von Kraftfahrzeugen eingebaut werden.
Zwei Rückstellfedern 8, 10 einer Rückstellfederanordnung 12 stützen sich mit ihrem einen Ende am Fahrpedal 2 und mit ihrem anderen Ende an einem Zentrierzapfen 14 einer Federaufnahme 16 ab, welche in einer sacklochartigen Führung 18 des Lagerbocks 4 in Richtung der Mittelachse der Rückstellfedern 8, 10 linear verschieblich gelagert ist. Hierbei ist die eine Rückstellfeder 8 innerhalb der anderen Rückstellfeder 10 angeordnet. Die zwischen Fahrpedal 2 und Federaufnahme 16 eingespannten Rückstellfedern 8, 10 üben eine Vorspannkraft auf das Fahrpedal 2 in dessen Betätigungsrichtung aus, welche dieses als Rückstellkraft auf den Fuß des Fahrers überträgt, so dass das unbetätigte Fahrpedal 2 ausschwenkt bis es an einem nicht gezeigten Leerlaufanschlag anschlägt. Diese Lage entspricht der Leerlaufstellung oder Ruheposition des Fahrpedals 2. Bei Betätigung des Fahrpedals 2 wird die von den Rückstellfedern 8, 10 erzeugte Rückstellkraft vom Fahrer als Widerstandskraft empfunden, welche seiner mit dem Fuß erzeugten Betätigungskraft entgegenwirkt. Wenn andererseits das Fahrpedal 2 vom Fahrer vollständig niedergedrückt ist, schlägt es gegen einen nicht gezeigten Vollastanschlag des Lagerbocks 4 an und befindet sich dann in Vollaststellung oder Endposition.
Die Federaufnahme 16 ist Teil einer Stelleinrichtung 20 zur Einstellung der Vorspannung der Rückstellfederanordnung 12 in jeder beliebigen Position zwischen der Leerlaufstellung und der Vollaststellung des Fahrpedals 2 abhängig von den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs. Diese Stelleinrichtung 20 ist zunächst derart ausgebildet, dass die Vorspannung der Rückstellfederanordnung 12 bei einer von einer definierten Betriebsbedingung abweichenden Betriebsbedingung um einen zusätzlichen Vorspannweg vergrößert wird. Hierzu steht die Stelleinrichtung 20 mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 22 kommunizierend in Verbindung, welche abhängig von einem Vergleich zwischen den durch Sensoren detektierten, aktuellen Betriebsbedingungen und der definierten Betriebsbedingung ein Stellsignal für die Stelleinrichtung 20 liefert, um die Rückstellkraft des Fahrpedals 2 bzw. die Vorspannung der Rückstellfederanordnung 12 entsprechend einzustellen. Dadurch erhält der Fahrer eine mit dem Fuß fühlbare Rückmeldung über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, da eine veränderte Rückstellkraft am Fahrpedal 2 eine entsprechende Anpassung der Betätigungskraft bedingt.
Die definierte Betriebsbedingung umfaßt beispielsweise eine zulässige Betriebsbedingung wie die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahrenen Straße oder den zulässigen Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder auch eine ökonomische Betriebsbedingung mit geringem Kraftstoffverbrauch.
Die zulässige Betriebsbedingung, wie beispielsweise die auf einem Straßenabschnitt geltende Höchstgeschwindigkeit wird vorzugsweise mittels Telematik- systemen im Rahmen einer Verkehrszeichenerkennung an Sensoren der Steu- er- und Regeleinrichtung 22 übermittelt und dort mit der momentan gefahrenen Geschwindigkeit verglichen. Zur Messung des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug sind entsprechende Sensoren im Fahrzeug vorhanden. Ökonomische Betriebszustände können durch fahrzeuginterne Kennfelder vorgegeben werden. Die Stelleinrichtung 20 beinhaltet weiterhin vorzugsweise einen Schrittmotor 24, welcher von der Steuer- und Regeleinrichtung 22 zum Antrieb eines Getriebes 26 angesteuert wird, welches beispielsweise ein Kegelradgetriebe 28 beinhaltet, um die Drehung der Motorwelle senkrecht zu ihr umzulenken. Das Kegelradgetriebe 28 besteht aus zwei miteinander kämmenden Kegelrädern 30, wobei das getrie- beausgangsseitige Kegelrad 30 auf einem Ende einer Welle 32 gehalten ist, welche anderendseitig einen koaxialen Exzenternocken 34 trägt, welcher mit seiner Nockenfläche 36 einen durch eine Durchgangsöffnung 38 des Bodens der Führung 18 ragenden und von den Rückstellfedern 8, 10 abgewandten bodenseitigen Zapfen 40 der Federaufnahme 16 kontaktiert. Dieser Kontakt ist durch die Wir- kung der Rückstellfedern 8, 10 vorgespannt.
Der Exzenternocken 34 ist in den Fig.2 und 3 jeweils einzeln dargestellt, wobei seine Nockenfläche 36 in einer Querschnittsebene gesehen einen von einem Nullpunkt 42 mit kleinstem Radius bis zu einem höchsten Scheitelpunkt 44 mit größtem Radius ansteigenden Abschnitt 46 sowie einen von dem Scheitelpunkt 44 auf den Nullpunkt 42 mit demgegenüber größerer Steigung abfallenden Abschnitt 48 aufweist. Der Schrittmotor 24, das Getriebe 26, der Exzenternocken 34, die verstellbare Federaufnahme 16 sowie die beiden Rückstellfedern 8, 10 bilden dann zusammen die Stelleinrichtung 20 zur Änderung der Rückstellkraft des Fahrpedals 2 abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Wird nun der Schrittmotor 24 durch die Steuer- und Regeleinrichtung 22 aktiviert, so wird die Drehbewegung der Motorwelle über das Kegelradgetriebe 28 auf den Exzenternocken 34 übertragen, dessen in Fig.2 durch den Pfeil veranschaulichte Drehung aus der Nullpunktlage 48 eine Verschiebung der Federaufnahme 16 in Richtung Fahrpedal 2 und folglich in Rückstellfederlängsrichtung gesehen eine Verringerung des Abstands zwischen Federaufnahme 16 und Fahrpedal 2 bewirkt. Folglich erhöht sich die Vorspannkraft der beiden Rückstellfedern 8, 10 und damit auch die der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft am Fahrpe- dal 2 um einen zusätzlichen Rückstellkraftbetrag dR.
Bei einer Fahrpedalbetätigung einer üblichen Fahrpedaleinrichtung erhöht sich die Betätigungskraft mit steigendem Pedalweg mit relativ geringer Steigung gemäß Kurve a in Fig.4. Die Entspannung zurück zum Nullpunkt des Diagramms erfolgt dann aufgrund mechanischer Hysterese auf einem niedrigeren Kraftniveau. Dem- gegenüber bewirkt die Stelleinrichtung eine darüber hinausgehende Erhöhung der
Rückstellkraft um einen zusätzlichen Rückstellkraftbetrag dR. Dieser wird ab einer Pedalstellung c erzeugt, an welcher die Grenzen der definierten Betriebsbedingung verlassen werden, wie Kurve b in Fig.4 verdeutlicht. Unter dem zusätzlichen Rückstellkraftbetrag dR soll folglich eine Rückstellkraft verstanden werden, die zu- sätzlich zu der Rückstellkraft gemäß Kurve a aufgebracht wird.
Vorzugsweise wird der durch Aktivierung der Stelleinrichtung erzeugte zusätzliche Rückstellkraftbetrag dR vom Wert Null auf einen Maximalwert vergrößert. Ist dieses Signal noch nicht ausreichend, den Fahrer zu veranlassen, zu der definierten Betriebsbedingung zurückzukehren, dann wird der zusätzliche Rückstellkraftbe- trag dR schlagartig oder sprunghaft auf den Wert Null reduziert, wie Fig.4 zeigt.
Das vorgestellte Verfahren wird im folgenden anhand eines konkreten Beispiels erläutert: Bei Fahrt auf einer für Telematiksysteme geeigneten Strasse wird ein der zulässigen Höchstgeschwindigkeit entsprechendes Geschwindigkeitssignal an die Steuer- und Regeleinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs übermittelt und dort stän- dig mit der momentanen Fahrgeschwindigkeit verglichen. Falls die momentane
Fahrgeschwindigkeit unterhalb der zulässigen Höchstgeschwindigkeit liegt, kontaktiert die Nockenfläche 36 den Zapfen 40 der Federaufnahme 16 in ihrem Nullpunkt 42. Folglich ist der zusätzliche Rückstellkraftbetrag dR gleich Null. Falls nun ein Zustand eintritt, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit die zulässige Höchstgeschwindigkeit geringfügig überschreitet, was in Fig.4 dem Punkt c entsprechen soll, so veranlasst die Steuer- und Regeleinrichtung 22 eine Drehung der Motorwelle des Schrittmotors 24 bis der Scheitelpunkt 44 der Nockenfläche 36 den Zapfen 40 der Federaufnahme 16 kontaktiert. Die hierdurch hervorgerufene
Vergrößerung der Vorspannung der Rückstellfederanordnung 12 resultiert in einer spürbaren Steigerung der Rückstellkraft des Fahrpedals 2, welche dem Fahrer signalisiert, den Druck auf das Fahrpedal 2 zurückzunehmen. Falls er dies nicht tut bzw. falls er die Fahrgeschwindigkeit noch weiter steigert, so wird der Exzen- ternocken 34 über seinen Scheitelpunkt 44 hinaus verdreht, bis wieder der Nullpunkt 42 dem Zapfen 40 der Federaufnahme 16 gegenüberliegt. Aufgrund der relativ hohen Steigung des abfallenden Abschnitts 48 der Nockenfläche 36 wird der zusätzliche Vorspannweg und damit auch der zusätzliche Rückstellkraftbetrag dR am Fahrpedal 2 schlagartig oder sprunghaft reduziert. Wie anhand von Fig.1 leicht vorstellbar ist, ist die Verstellung der Vorspannung der Rückstellfederanordnung bzw. der Rückstellkraft in jeder Stellung des Fahrpedals 2 möglich, insbesondere auch bei Vollaststellung. Somit wird die Rückstellkraft vorzugsweise innerhalb eines Kraftbereichs verändert oder verstellt, in welcher der Fahrer, weiterhin in der Lage ist, das Fahrpedal 2 in Vollaststellung zu bringen, um etwa einen Überholvorgang trotz Geschwindigkeitsbeschränkung sicher abschließen zu können.
Die zeitliche Abfolge der Erzeugung, Erhöhung und schlagartigen oder sprunghaften Reduzierung des zusätzlichen Rückstellkraftbetrages dR am Fahrpedal 2 kann abhängig von den jeweiligen Erfordernissen durch eine entsprechende Pro- grammierung der Steuer- und Regeleinrichtung 22 beliebig vorgegeben werden.
Weiterhin kann die Vergrößerung und schlagartige Reduzierung der Rückstellkraft einmalig oder mehrmals hintereinander erfolgen durch mehrmalige Umdrehung des Exzenternockens 34. Darüber hinaus kann durch entsprechende Ansteuerung des Schrittmotors 24 auch die Geschwindigkeitscharakteristik - langsame Steigerung und schlagartige Reduzierung des zusätzlichen Rückstellkraftbetrages dR - beispielsweise dahingehend verändert werden, dass die Steigerung ebenfalls sehr schnell erfolgt.
Anstatt eines Exzenternockens 34 wie beim bevorzugten Ausführungsbeispiel kann im Rahmen der Stelleinrichtung 22 jedes beliebige andere Stellglied wie beispielsweise ein Kurvengetriebe verwendet werden, solange es nur möglich ist, den zusätzlichen Rückstellkraftbetrag dR schlagartig zu reduzieren. Zwar ermöglicht der Exzenternocken 34 gemäß Fig. 2 eine stufenlose Einstellung der zusätzlichen Vorspannung zwischen dem Wert Null und dem Maximalwert, jedoch ist auch eine gestufte Einstellung mittels entsprechend ausgestalteter Stellglieder möglich. Weiterhin kann die Rückstellkraft am Fahrpedal 2 auch auf andere Weise als durch ein mechanisches Stellglied variiert werden, beispielsweise durch e- lektromagnetische, pneumatische oder hydraulische Stellglieder. Ebenso kann die Erfindung anstatt an einem stehenden Fahrpedal 2 auch an einem hängenden Fahrpedal angewandt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Einstellung der auf ein Fahrpedal (2) einer Fahrpedaleinrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs wirkenden, von einer Rückstellanordnung (12) erzeugten Rückstellkraft mittels einer Stelleinrichtung (20) in jeder beliebigen Position zwischen einer Ruheposition und einer End- position des Fahrpedals (2) abhängig von den Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs, wobei die durch die Rückstellanordnung (12) erzeugte Rückstellkraft bei einer von einer definierten Betriebsbedingung abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingung um einen zusätzlichen Rückstellkraftbetrag (dR) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch die Position des Fahrpedals (2) bedingt weiterhin von der definierten Betriebsbedingung abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingung der zusätzliche Rückstellkraftbetrag (dR) sprunghaft reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Reduzierung des zusätzlichen Rückstellkraftbetrages (dR) auf den Wert Null.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung und sprunghafte Reduzierung des zusätzlichen Rück- stellkraftbetrages (dR) einmalig oder mehrmals hintereinander erfolgt.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Rückstellkraftbetrag (dR) zwischen dem Wert Null und einem Maximalwert stufenlos einstellbar ist.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Betriebsbedingung eine zulässige Betriebsbedingung wie die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahrenen Straße oder ein Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder eine ökonomische Betriebsbedingung ist.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellanordnung (12) wenigstens ein sich mit einem Ende am Fahrpedal (2) und mit dem anderen Ende an einer zur Änderung der Feder- Vorspannung verstellbaren Federaufnahme (16) der Stelleinrichtung
(20) abstützendes Rückstellfederelement (8, 10) aufweist, wobei die Federaufnahme (16) mittels eines von einem Motor (24) in Drehung versetzbaren Exzenternockens (34) mit umlaufender Nockenfläche (36) verstellbar ist.
7. Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor (24) und dem Exzenternocken (34) ein Getriebe (26, 28) zwischengeordnet ist.
8. Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federaufnahme (16) in einem Lagerbock (4) linear verschiebbar gehalten und abhängig von der Drehstellung des Exzenternockens (34) verstellbar ist.
9. Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenfläche (36) des Exzenternockens (34) in einer Querschnittsebene gesehen einen von einem Nullpunkt (42) mit kleinstem Radius bis zu einem Scheitelpunkt (44) mit größtem Radius ansteigen- den Abschnitt (46) sowie einen von dem Scheitelpunkt (44) zum Nullpunkt (42) mit demgegenüber größerer Steigung abfallenden Abschnitt (48) aufweist.
10. Fahrpedaleinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (20) mit einer
Steuer- und Regeleinrichtung (22) kommunizierend in Verbindung steht, welche abhängig von einem Vergleich zwischen den durch Sensoren detektierten aktuellen Betriebsbedingungen und der definierten Betriebsbedingung ein Stellsignal für die Stelleinrichtung (20) liefert.
11. Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die definierte Betriebsbedingung mittels Telematiksystemen an die Steuer- und Regeleinrichtung (22) übermittelbar ist.
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