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DE102004026406A1 - Controlling electrically adjustable control force on vehicle gas pedal involves generating control force opposing basic counter force while in defined range before reaching defined desired speed - Google Patents

Controlling electrically adjustable control force on vehicle gas pedal involves generating control force opposing basic counter force while in defined range before reaching defined desired speed Download PDF

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DE102004026406A1
DE102004026406A1 DE200410026406 DE102004026406A DE102004026406A1 DE 102004026406 A1 DE102004026406 A1 DE 102004026406A1 DE 200410026406 DE200410026406 DE 200410026406 DE 102004026406 A DE102004026406 A DE 102004026406A DE 102004026406 A1 DE102004026406 A1 DE 102004026406A1
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basic
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

The method involves generating a restoring control force (RSdT) on the gas pedal at a defined desired speed that is additional to a basic counter force acting on the gas pedal that is generated by a passive element. It involves generating a control force (S) opposing the basic counter force (G) in a defined range (phi1,phi2) before reaching the desired speed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer elektrisch einstellbaren Stellkraft auf ein Fahrpedal in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for controlling an electric Adjustable force on an accelerator pedal in a vehicle after the preamble of claim 1.

Aus verschiedenen Gründen kann es erwünscht sein, einem Fahrer über ein von ihm betätigtes Steuerorgan, bspw. ein Fahrpedal, mit dem er seinen Geschwindigkeitswunsch vorgibt, eine variable bzw. elektrisch einstellbare Gegenkraft oder Rück-Stellkraft zu vermitteln. Diese Gegenkraft oder Rück-Stellkraft dient dazu, den Fahrer zu veranlassen, das Fahrpedal oder Stellorgan entgegen der Betätigungskraft in eine Steuerorgan-Sollposition zu bewegen oder in dieser zu halten. Die deutsche Offenlegungsschrift 42 16 764 zeigt hierfür ein Beispiel zum Begrenzen oder Absenken der Fahrzeuggeschwindigkeit von Kraftfahrzeugen, wobei dem Fahrer des Kraftfahrzeugs über eine spürbar definierte Rück-Stellkraft, die auf ein sog. Force-Feedback-Pedal wirkt, eine entsprechende haptische Information übermittelt werden soll.Out different reasons it may be desired be a driver about one operated by him Control organ, for example, an accelerator pedal with which he wants his speed pretends, a variable or electrically adjustable counterforce or return force to convey. This drag or return force is used to assist the driver cause the accelerator pedal or actuator against the actuating force to move to or hold in a control member target position. The German patent application 42 16 764 shows an example of this Limiting or lowering the vehicle speed of motor vehicles, wherein the driver of the motor vehicle has a noticeably defined rear actuating force, which acts on a so-called force feedback pedal, a corresponding one transmitted haptic information shall be.

Weiter ist aus der DE 102 12 674 A1 ein Verfahren zur Erzeugung einer einstellbaren Stellkraft in einem Fahrzeug bekannt, bei dem von einem passiven Federelement eine Grund-Gegenkraft und von einem einstellbaren Kraftsteuerglied eine variable Stellkraft erzeugt wird. Die Richtung der Stellkraft kann der Grund-Gegenkraft des passiven Federelements entgegengesetzt sein. Über die variable Einstellung der Höhe und/oder der Richtung der Stellkraft wird eine gezielte Information über das die Rückwirkung auslösende Ereignis übertragen, wodurch der Fahrer das Ereignis identifizieren kann.Next is from the DE 102 12 674 A1 a method for generating an adjustable actuating force in a vehicle is known, in which by a passive spring element, a basic reaction force and an adjustable force control element, a variable actuating force is generated. The direction of the actuating force may be opposite to the basic counterforce of the passive spring element. Via the variable adjustment of the height and / or the direction of the actuating force, targeted information about the event triggering the reaction is transmitted, whereby the driver can identify the event.

Damit der Fahrer die Kraftänderung, die auf das Fahrpedal wirkt, deutlich wahrnehmen kann, muss das einstellbare Kraftsteuerglied derart ausgestaltet sein, dass es innerhalb einer sehr kurzen Zeit eine hohe Stellkraft in die jeweilige Richtung auf das Fahrpedal aufbringen kann. Derartige Kraftsteuerglieder sind aufwendig in der Herstellung und können hohe Kosten verursachen.In order to the driver the force change, which acts on the accelerator pedal, can clearly perceive, must adjustable force control element be designed such that it within a very short time a high force in the respective Direction can apply to the accelerator pedal. Such force control members are expensive to produce and can cause high costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer elektrisch einstellbaren Stellkraft auf ein Fahrpedal in einem Fahrzeug anzugeben.task The invention is an improved method for controlling a specify electrically adjustable force on an accelerator pedal in a vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.These The object is achieved by a Method according to claim 1 solved. Advantageous developments are the objects the dependent Claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer elektrisch einstellbaren Stellkraft auf ein Fahrpedal in einem Fahrzeug, wobei eine von einem passiven Element erzeugte Grund-Gegenkraft auf das Fahrpedal wirkt und bei einer vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit zusätzlich zur Grund-Gegenkraft eine zusätzliche Rück-Stellkraft auf das Fahrpedal erzeugt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass in einem vorgegebenen Bereich vor Erreichen der Soll-Geschwindigkeit eine der Grund-Gegenkraft entgegenwirkende Stellkraft erzeugt wird.The inventive method for controlling an electrically adjustable actuating force on an accelerator pedal in a vehicle, one generated by a passive element Basic counterforce acts on the accelerator pedal and at a predetermined target speed additionally to the basic drag an additional Re force on the accelerator pedal is characterized by the fact that in a predetermined range before reaching the target speed one of the basic counter-force counteracting force is generated.

Wie bereits erwähnt, ist bei derartigen Verfahren ein Kraftsteuerglied, bspw. ein Motor nötig, der innerhalb einer sehr kurzen Zeit eine hohe Kraft auf das Fahrpedal aufbringen muss. Damit der Fahrer die Kraftänderung am Fahrpedal deutlich wahrnimmt, ist eine Kraftänderung von mindestens 20N bis 30N innerhalb von Millisekunden notwendig. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem vorgegebenen Bereich vor Erreichen der Soll-Geschwindigkeit das Fahrpedal mit einer entgegen der Grund-Gegenkraft wirkenden Stellkraft von bspw. 5N bis 15N beaufschlagt. Die Stellkraft ist derart ausgestaltet, dass sie der Fahrer nicht oder kaum wahrnimmt. Die auf das Fahrpedal wirkende Gesamtkraft ist in diesem Bereich folglich um 5N bis 15N geringer als bei einem Fahrpedal, auf das lediglich die durch das passive Element, vorzugsweise Federelement, erzeugte Grund-Gegenkraft wirkt.As already mentioned, is in such a method a force control element, for example. A motor necessary, which in a very short time a high force on the accelerator pedal must apply. So that the driver clearly the change of power at the accelerator pedal perceives is a force change of at least 20N to 30N within milliseconds necessary. In the method according to the invention is in a predetermined range before reaching the target speed the Accelerator pedal with a force acting counter to the basic counterforce For example, 5N to 15N acted upon. The force is designed such that the driver does not or hardly perceives them. The on the accelerator pedal acting total force in this area is therefore around 5N to 15N less than with an accelerator pedal, on which only the through the passive element, preferably spring element, generated basic drag acts.

Wird die Soll-Geschwindigkeit erreicht, soll dies nun dem Fahrer durch eine auf das Fahrpedal wirkende Rück-Stellkraft in einer Höhe von 20N bis 30N signalisiert werden. Durch die Rücknahme der entgegen der Grund-Gegenkraft wirkenden Stellkraft ergibt sich bereits eine Rück-Stellkraft von 5N bis 15N. Zusätzlich zur Grund-Gegenkraft muss in diesem Fall nur noch eine Rück-Stellkraft zwischen 5N und 15N erzeugt werden um eine deutlich wahrnehmbare zusätzliche Rück-Stellkraft von 20N bis 30N zu erzeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet dementsprechend den Vorteil, dass das die elektrische Stellkraft erzeugende Kraftsteuerglied in diesem Beispiel lediglich eine Stellkraft von ca. max. 15N oder 20N in jede Richtung erzeugen muss.Becomes the target speed is reached, this is now the driver through a return force acting on the accelerator pedal at a height of 20N be signaled to 30N. By the withdrawal of counteracting the basic counter-force Actuating force already results in a return force of 5N to 15N. additionally to the basic reaction force in this case, only a return force between 5N and 15N are generated by a clearly perceptible additional Re force from 20N to 30N. The inventive method offers accordingly the advantage that the electric control force generating force control member in this example, only a force of about max. 15N or 20N in each direction.

Gemäß einer ersten Alternative kann der vorgegebene Bereich vorteilhafterweise ein soll-geschwindigkeitsabhängiger Fahrpedalpositionsbereich vor der Soll-Geschwindigkeit entsprechenden Fahrpedalposition sein. Diese erfindungsgemäße Weiterbindung wird an anhand der Zeichnung näher erläutert.According to one first alternative, the predetermined range can advantageously a soll-speed-dependent Accelerator pedal position range before the target speed corresponding accelerator pedal position be. This invention further connection is explained in more detail with reference to the drawing.

Alternativ dazu kann der vorgegebene Bereich vorteilhafterweise ein sollgeschwindigkeitsabhängiger Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich vor dem der Soll-Geschwindigkeit sein. Ist bspw. eine Soll-Geschwindigkeit von 100km/h eingestellt, so kann gemäß dieser Weiterbildung ab einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 80km/h bis zum Erreichen der 100km/h eine der Grund-Gegenkraft entgegenwirkende Stellkraft erzeugt werden.Alternatively, the predetermined range may advantageously be a target speed-dependent vehicle speed range before that of the target speed. If, for example, a target speed of 100 km / h is set, then can be generated according to this development from a vehicle speed of 80km / h until reaching the 100km / h one of the basic counter-force counteracting force.

Vorteilhafterweise steigt die der Grund-Gegenkraft entgegenwirkende Stellkraft kontinuierlich an, damit der Fahrer diese Änderung der auf das Fahrpedal wirkenden Kraft nicht oder kaum wahrnimmt.advantageously, If the restraining force counteracting the basic counterforce increases continuously, so that the driver makes that change the force acting on the accelerator pedal hardly or hardly perceives.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.The Invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei ist in der einzigen Fig. ein Verlauf einer auf ein Fahrpedal wirkenden Gegenkraft F unter Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 dargestellt.there is in the single Fig. A course of acting on an accelerator pedal Counterforce F using the method according to claim 1 shown.

In Abhängigkeit von der Auslenkung eines Fahrpedals bzw. der Fahrpedalposition φ ist eine auf das Fahrpedal wirkende Gegenkraft F aufgetragen. Auf das Fahrpedal wirkt stets eine Grund-Gegenkraft G, die mit steigender Auslenkung φ des Fahrpedals in etwa stetig zunimmt. Diese Grund-Gegenkraft G wird in der Regel durch eine im Fahrpedal integrierte Feder erzeugt, die dazu dient, dass sich das Fahrpedal beim Loslassen aus jeder beliebigen Auslenkung φ stets in die Ruhelage zurückbewegt.In dependence of the displacement of an accelerator pedal or the accelerator pedal position φ is a Applied to the accelerator pedal counterforce F applied. On the accelerator pedal always acts a basic reaction force G, with increasing displacement φ of the accelerator pedal in about steadily increasing. This basic drag G is usually generated by a spring integrated in the accelerator pedal, which serves to that the accelerator pedal when releasing from any deflection φ always in moved back to the rest position.

Gemäß den bereits bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik wirkt, solange die Auslenkung φ des Fahrpedals geringer als φ1 ist, lediglich die Grund-Gegenkraft G auf das Fahrpedal, wobei φ1 derjenigen Fahrpedalposition entspricht, bei der das Fahrzeug eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit erreicht hat. Bei der Auslenkung φ1, bei der die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit erreicht ist, wird beim Stand der Technik das Fahrpedal zusätzlich zur Grund-Gegenkraft G vom Ausgangsniveau Fφ1 mittels eines elektrischen Kraftsteuerglieds mit einer Rück-Stellkraft RSdT beaufschlagt. Diese Rück-Stellkraft ist durch die gestrichelte Linie RSdT dargestellt. Die Rück-Stellkraft RSdT steigt sehr schnell um eine Kraftdifferenz dF bis zu einem bestimmten Rück-Stellkraft-Grenzwert RGSdT an. Die Kraftdifferenz dF muss zumindest so groß sein, dass der Fahrer die auf das Fahrpedal wirkende Kraftänderung wahrnimmt und ihm dadurch signalisiert werden kann, dass er die vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat.According to the already known prior art methods, as long as the deflection φ of the accelerator pedal is less than φ 1 , only the basic counterforce G acts on the accelerator pedal, where φ 1 corresponds to the accelerator pedal position at which the vehicle is at a predetermined setpoint speed has reached. In the deflection φ 1 , in which the predetermined target speed is reached, the accelerator pedal is applied in addition to the basic counterforce G from the output level Fφ 1 by means of an electric force control member with a return force R SdT . This return force is represented by the dashed line R SdT . The return force R SdT increases very rapidly by a force difference dF up to a certain return force limit RG SdT . The force difference dF must at least be so great that the driver perceives the force change acting on the accelerator pedal and can be signaled to him that he has reached the predetermined speed.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hingegen bereits in einem vorgegebenen Bereich vor Erreichen der Soll-Geschwindigkeit eine der Grund-Gegenkraft G entgegenwirkende Stellkraft S erzeugt. Der vorgegebene Bereich ist in diesem Beispiel ein sollgeschwindigkeitsabhängiger Fahrpedalpositionsbereich zwischen φ2 und φ1 vor der der Soll-Geschwindigkeit entsprechenden Fahrpedalposition φ1. Ist die Fahrpedalposition φ2 erreicht, wird eine stetig steigende Stellkraft S erzeugt, die der Grund-Gegenkraft G entgegen wirkt, so dass in diesem vorgegebenen Bereich zwischen φ2 und φ1 auf das Fahrpedal nicht mehr die Grund-Gegenkraft G, sondern eine um die erzeugte Stellkraft S vermindert Kraft G-S wirkt. Die um die Stellkraft erminderte Kraft G-S ist abhängig von der erzeugten Stellkraft S konstant, ansteigend oder abfallend, aber in jedem Fall geringer als die in der Fahrpedalposition erzeugt Grund-Gegenkraft G.In contrast, in the method according to the invention, a restoring force S counteracting the basic counterforce G is already generated in a predetermined range before the setpoint speed is reached. The predetermined range is in this example a sollgeschwindigkeitsabhängiger accelerator pedal position range between φ 2 and φ 1 in front of the desired speed corresponding accelerator pedal position φ 1 . If the accelerator pedal position φ 2 is reached, a steadily increasing actuating force S is generated, which counteracts the basic counterforce G, so that in this predetermined range between φ 2 and φ 1 on the accelerator pedal no longer the basic counterforce G, but one order the generated force S reduces force GS acts. The force GS which is reduced by the actuating force is constant, rising or falling, depending on the generated actuating force S, but in any case less than the basic opposing force G generated in the accelerator pedal position.

Ist die der Soll-Geschwindigkeit entsprechende Fahrpedalposition φ1 erreicht, wird eine Rück-Stellkraft R auf das Fahrpedal erzeugt, die in Richtung der Grund-Gegenkraft wirkt. Die Rück-Stellkraft R steigt entsprechend der aus dem Stand der Technik bekannten Rück-Stellkraft RSdT ebenfalls um eine Kraftdifferenz dF an, damit der Fahrer die auf das Fahrpedal wirkende Gegenkraft F deutlich wahrnehmen kann. Da die Rück-Stellkraft R von einem um die Stellkraft S verminderten Ausgangsniveau F-G steigt, ist der Rück-Stellkraft-Grenzwert RG ebenfalls um den Betrag der Stellkraft S geringer als beim bekannten Stand der Technik RGSdT. Somit kann das die Stellkraft S bzw. R erzeugende Kraftsteuerglied mit einer geringeren Leistung ausgelegt sein, als ein gemäß dem bekannten Stand der Technik verwendetes Kraftsteuerglied.If the accelerator pedal position φ 1 corresponding to the target speed is reached, a return actuating force R is generated on the accelerator pedal, which acts in the direction of the basic counterforce. The rear-actuating force R also increases according to the known from the prior art rear-R SdT force to a force difference dF, so that the driver can clearly perceive the force acting on the accelerator pedal F force. Since the return force R increases from a reduced by the force S output level FG, the return force limit RG is also lower by the amount of the force S than in the prior art RG SdT . Thus, the force generating member S or R generating force control member may be designed with a lower power than a force control member used in the prior art.

Es können eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obiger Beschreibung gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.It can a variety of other details quite different from the above description be designed without departing from the content of the claims.

Claims (4)

Verfahren zur Steuerung einer elektrisch einstellbaren Stellkraft auf ein Fahrpedal in einem Fahrzeug, wobei eine von einem passiven Element erzeugte Grund-Gegenkraft auf das Fahrpedal wirkt und bei einer vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit zusätzlich zur Grund-Gegenkraft eine zusätzliche Rück-Stellkraft auf das Fahrpedal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorgegebenen Bereich (φ2, φ1) vor Erreichen der Soll-Geschwindigkeit eine der Grund-Gegenkraft (G) entgegenwirkende Stellkraft (S) erzeugt wird.Method for controlling an electrically adjustable actuating force on an accelerator pedal in a vehicle, wherein a basic counterforce generated by a passive element acts on the accelerator pedal and at a predetermined target speed in addition to the basic counterforce an additional return force is generated on the accelerator pedal , characterized in that in a predetermined range (φ 2 , φ 1 ) before reaching the target speed of the basic counter-force (G) counteracting actuating force (S) is generated. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Bereich ein soll-geschwindigkeitsabhängiger Fahrpedalpositionsbereich (φ2, φ1) vor der Soll-Geschwindigkeit entsprechenden Fahrpedalposition (φ1) ist.A method according to claim 1, characterized in that the predetermined range is a speed-dependent accelerator pedal position range (φ 2 , φ 1 ) before the target speed corresponding accelerator pedal position (φ 1 ). Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Bereich ein soll-geschwindigkeitsabhängiger Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich vor dem der Soll-Geschwindigkeit ist.Method according to claim 1, characterized in that the predetermined range is a speed-dependent Fahrzeugge speed range before the target speed. Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Grund-Gegenkraft (G) entgegenwirkende Stellkraft (S) kontinuierlich steigt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the basic counterforce (G) counteracting Actuating force (S) increases continuously.
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