DE102024203812A1

DE102024203812A1 - Method, control device and computer program for operating a pedal of an electric pedal assembly for a vehicle, as well as pedal assembly, vehicle and computer-readable medium

Info

Publication number: DE102024203812A1
Application number: DE102024203812.1A
Authority: DE
Inventors: Benedikt van Booven; Willibald Reitmeier; Philippe Grass; Markus Hien; Maximilian Wallmüller; Christof Heeger; Philip Kieper; Bharath Kambodi Ramesh; Kannan Munusamy
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2024-04-24
Filing date: 2024-04-24
Publication date: 2025-10-30
Also published as: WO2025224056A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Steuerungsvorrichtung und ein Computerprogramm zum Betreiben eines Pedals einer elektrischen Pedalanordnung für ein Fahrzeug sowie eine Pedalanordnung, ein Fahrzeug und ein computerlesbares Medium. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Empfangen eines Fahrerwunschsignals, das repräsentativ ist für einen vom Fahrer gewünschten Schwenkbereich des Pedals (110) und repräsentativ ist für ein vom Fahrer gewünschtes Pedalgefühl, ein Erzeugen eines Soll-Pedaleinstellungssignals zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal und Senden des Soll-Pedaleinstellungssignals an die Pedalbetätigungseinheit (120), das die Pedalbetätigungseinheit (120) dazu bewirkt, den gewünschten Schwenkbereich des Pedals (110) basierend auf dem erzeugten Soll-Pedaleinstellungssignal einzustellen und das gewünschte Pedalgefühl basierend auf dem erzeugten Soll-Pedaleinstellungssignal durch Steuern der Bewegung des Pedals (110) an den Fahrer zu vermitteln. The present invention relates to a method, a control device, and a computer program for operating a pedal of an electric pedal assembly for a vehicle, as well as a pedal assembly, a vehicle, and a computer-readable medium. The method according to the invention comprises receiving a driver request signal that is representative of a pedal (110) pivot range desired by the driver and of a pedal feel desired by the driver, generating a target pedal setting signal at least partially based on the received driver request signal, and sending the target pedal setting signal to the pedal actuation unit (120), which causes the pedal actuation unit (120) to adjust the desired pivot range of the pedal (110) based on the generated target pedal setting signal and to convey the desired pedal feel to the driver based on the generated target pedal setting signal by controlling the movement of the pedal (110).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Steuerungsvorrichtung und ein Computerprogramm zum Betreiben eines Pedals einer elektrischen Pedalanordnung für ein Fahrzeug sowie eine Pedalanordnung, ein Fahrzeug und ein computerlesbares Medium, insbesondere für ein sogenanntes Brake-by-Wire-Pedal oder ein Drive-by-Wire-Gaspedal.The present invention relates to a method, a control device and a computer program for operating a pedal of an electric pedal arrangement for a vehicle, as well as a pedal arrangement, a vehicle and a computer-readable medium, in particular for a so-called brake-by-wire pedal or a drive-by-wire accelerator pedal.

Elektrische Pedalanordnungen, die keine mechanische Verbindung zu den jeweiligen Betätigungselementen, wie beispielsweise Bremseinheit oder Drosselklappe, aufweisen, können in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Bei solchen elektrischen Pedalanordnungen, wie beispielsweise ein elektrisches Brems- oder Gaspedal, ist eine Funktionsüberprüfung vor einer Benutzung desselben wichtig, damit der Fahrer alle gewünschten Funktionen der elektrischen Pedalanordnung sicher und zuverlässig ausführen kann.Electric pedal assemblies that lack a mechanical connection to the respective actuating elements, such as the brake unit or throttle valve, may become increasingly important in the future. With such electric pedal assemblies, such as an electric brake or accelerator pedal, a functional check before use is essential to ensure the driver can safely and reliably operate all the desired functions of the electric pedal assembly.

Beispielhafter Stand der Technik ist bekannt aus DE 10 2017 114 048 A1 , CN 114 148 306 B , CN 114 771 537 A , US 2024 / 0 034 148 A1 und WO 2003 / 039 899 A2 .Exemplary state of the art is known from DE 10 2017 114 048 A1 , CN 114 148 306 B , CN 114 771 537 A , US 2024 / 0 034 148 A1 and WO 2003 / 039 899 A2 .

Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen die Aufgabe zu Grunde, ein Pedal einer elektrischen Pedalanordnung derart zu betreiben, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Pedal effizient, zuverlässig und auf sichere Weise bedienen kann.The present invention is essentially based on the objective of operating a pedal of an electric pedal arrangement in such a way that the driver of the vehicle can operate the pedal efficiently, reliably and safely.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1, einer Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, einer Pedalanordnung gemäß Anspruch 13, einem Fahrzeug gemäß Anspruch 14, einem Computerprogramm gemäß Anspruch 15 und einem computerlesbaren Medium gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüche angegeben.This problem is solved by a method according to claim 1, a control device according to claim 11, a pedal arrangement according to claim 13, a vehicle according to claim 14, a computer program according to claim 15, and a computer-readable medium according to claim 16. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Pedals einer elektrischen Pedalanordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem sowohl das Pedalgefühl für den Fahrer als auch der Betätigungsbereich des Pedals für einen optimalen Komfort für den Fahrer des Fahrzeugs wunschgemäß einzustellen. Insbesondere macht sich die vorliegende Erfindung zu Nutze, dass bei einer elektrischen Pedalanordnung mit einem Fahrpedal, wie beispielsweise einem Bremspedal, einem Gaspedal oder einem Strompedal, das Pedalgefühl und der Betätigungsbereich des Pedals unabhängig von mechanischen Beschränkungen auf Grund der mechanischen Entkopplung des Pedals von den jeweiligen Fahrzeugkomponenten benutzergemäß eingestellt werden kann. Beispielsweise kann bei einem Fahrer des Fahrzeugs mit einer großen Körpergröße der Betätigungsbereich des Pedals tiefer im Fußraum bereitgestellt werden als bei einem Fahrer des Fahrzeugs mit einer kleineren Körpergröße, bei dem der Betätigungsbereich des Pedals näher am Fahrersitz angeordnet ist.The present invention is essentially based on the idea of providing a method for operating a pedal of an electric pedal assembly for a vehicle, in which both the pedal feel for the driver and the pedal's operating range can be adjusted as desired for optimal driver comfort. In particular, the present invention takes advantage of the fact that, in an electric pedal assembly with an accelerator pedal, such as a brake pedal, gas pedal, or current pedal, the pedal feel and the pedal's operating range can be adjusted according to the user's wishes, independent of mechanical limitations, due to the mechanical decoupling of the pedal from the respective vehicle components. For example, for a tall driver, the pedal's operating range can be positioned deeper in the footwell than for a shorter driver, where the pedal's operating range is located closer to the driver's seat.

Folglich ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Pedals einer elektrischen Pedalanordnung für ein Fahrzeug offenbart. Die elektrische Pedalanordnung weist das am Fahrzeug zwischen einer vorbestimmten ersten Endposition und einer vorbestimmten zweiten Endposition schwenkbar anbringbare Pedal, das dazu ausgebildet ist, von einem Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs betätigt zu werden, und eine mit dem Pedal in Wirkverbindung stehende Pedalbetätigungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, einen Betätigungsbereich des Pedals zwischen der vorbestimmten ersten Endposition und der vorbestimmten zweiten Endposition einzustellen und die Bewegung des Pedals innerhalb des Betätigungsbereichs zum Vermitteln eines vorbestimmten Pedalgefühls an den Fahrer zu steuern. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Empfangen eines Fahrerwunschsignals, das repräsentativ ist für einen vom Fahrer gewünschten Betätigungsbereich des Pedals und repräsentativ ist für ein vom Fahrer gewünschtes Pedalgefühl, ein Erzeugen eines Soll-Pedaleinstellungssignals zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal und ein Senden des Soll-Pedaleinstellungssignals an die Pedalbetätigungseinheit, das die Pedalbetätigungseinheit dazu bewirkt, den gewünschten Betätigungsbereich des Pedals basierend auf dem erzeugten Soll-Pedaleinstellungssignal einzustellen und das gewünschte Pedalgefühl basierend auf dem erzeugten Soll-Pedaleinstellungssignal durch Steuern der Bewegung des Pedals an den Fahrer zu vermitteln.Consequently, according to a first aspect of the present invention, a method for operating a pedal of an electric pedal assembly for a vehicle is disclosed. The electric pedal assembly comprises the pedal, which is pivotably mounted on the vehicle between a predetermined first end position and a predetermined second end position and is configured to be actuated by the foot of a driver of the vehicle, and a pedal actuation unit operatively connected to the pedal, which is configured to set an actuation range of the pedal between the predetermined first end position and the predetermined second end position and to control the movement of the pedal within the actuation range to convey a predetermined pedal feel to the driver. The method according to the invention comprises receiving a driver request signal that is representative of a pedal actuation range desired by the driver and is representative of a pedal feel desired by the driver, generating a target pedal setting signal at least partially based on the received driver request signal, and sending the target pedal setting signal to the pedal actuation unit, which causes the pedal actuation unit to adjust the desired pedal actuation range based on the generated target pedal setting signal and to convey the desired pedal feel to the driver by controlling the movement of the pedal.

Somit kann basierend auf einem Fahrerwunschsignal, das den Fahrerwunsch für sowohl den gewünschten Betätigungsbereich als auch das gewünschte Pedalgefühl anzeigt, das Pedal hinsichtlich des Betätigungsbereichs und des Pedalgefühls wunschgemäß eingestellt werden, um dem Fahrer einen optimalen Fahrkomfort zu ermöglichen. Somit wird erfindungsgemäß nicht nur das Pedalgefühl, sondern auch der Betätigungsbereich des Pedals wunschgemäß eingestellt, was den Fahrkomfort erhöhen kann.Thus, based on a driver request signal indicating the desired operating range and pedal feel, the pedal can be adjusted as desired with regard to both the operating range and the pedal feel, in order to provide the driver with optimal driving comfort. Therefore, according to the invention, not only the pedal feel but also the operating range of the pedal is adjusted as desired, which can increase driving comfort.

Beim Einstellen des Pedalgefühls und/oder des Betätigungsbereichs des Pedals kann ferner berücksichtigt werden, dass zum Betätigen des Pedals der Fahrer des Fahrzeugs eine vorbestimmte Mindestkraft auf das Pedal aufbringen und/oder eine vorbestimmte Mindeständerung der Pedalposition herbeiführen muss. Damit kann beispielsweise verhindert werden, dass bereits geringfügige, nicht bewusste Pedalberührungen, die beispielsweise beim Ablegen des Fußes auf dem Pedal, eine Betätigung des Pedals erwirken. Zudem muss beim Einstellen des Pedalgefühls und/oder des Betätigungsbereichs des Pedals berücksichtigt werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs eine maximale Betätigung des Pedals herbeiführen kann. Beispielsweise muss sichergestellt werden, dass der Fahrer die maximal durchgedrückte Betätigungsbereichs-Endposition aus Sicht der Körpergröße des Fahrers und aus Sicht der Kraft des Fahrers erreichen kann.When adjusting the pedal feel and/or the pedal's operating range, it can also be taken into account that the driver must apply a predetermined minimum force to the pedal and/or bring about a predetermined minimum change in pedal position to operate it. This can, for example, prevent even minor, inconsistent movements from causing the pedal to shift. Deliberate pedal touches, such as placing a foot on the pedal, must be considered. Furthermore, when adjusting the pedal feel and/or the pedal's range of motion, it must be ensured that the driver can achieve maximum pedal actuation. For example, it must be guaranteed that the driver can reach the maximum depressed end position of the pedal range, taking into account both their height and strength.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Erzeugen des Soll-Pedaleinstellungssignals ein Ermitteln einer Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal. Dabei ist die Pedalbetätigungseinheit dazu ausgebildet, die Bewegung des Pedals gemäß der ermittelten Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie zu steuern. Damit kann dem Fahrer das gewünschte Pedalgefühl vermittelt werden. Insbesondere wird durch das Bereitstellen der Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie, die vorzugsweise eine stetige, mathematisch differenzierbare Kennlinie ist, dem Fahrer des Fahrzeugs das gewünschte und vorbestimmte Pedalgefühl vermittelt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, generating the target pedal setting signal comprises determining a target pedal force-pedal position characteristic curve based on the received driver request signal. The pedal actuation unit is configured to control the pedal movement according to the determined target pedal force-pedal position characteristic curve. This allows the driver to experience the desired pedal feel. In particular, by providing the target pedal force-pedal position characteristic curve, which is preferably a continuous, mathematically differentiable curve, the desired and predetermined pedal feel is conveyed to the driver of the vehicle.

Ferner kann es bevorzugt sein, dass das Pedal einen Pedalkraftsensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein Pedalkraftsignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für eine extern auf das Pedal ausgeübte Kraft. Ferner ist es dabei bevorzugt, dass die Pedalanordnung einen Pedalpositionssensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein Pedalpositionssignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für die Ist-Position des Pedals zwischen der vorbestimmten ersten Endposition und der vorbestimmten zweiten Endposition. In einer derart bevorzugten Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Empfangen eines Pedalkraftsignals vom Pedalkraftsensor, ein Empfangen eines Pedalpositionssignals vom Pedalpositionssensor, ein Ermitteln einer Ist-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Pedalkraftsignal und zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Pedalpositionssignal, und ein Senden eines Ist-Pedaleinstellungssignals an die Pedalbetätigungseinheit, das die Pedalbetätigungseinheit dazu bewirkt, dass die Ist-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie im Wesentlichen der Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie entspricht.Furthermore, it may be preferred that the pedal has a pedal force sensor configured to generate a pedal force signal representative of an external force applied to the pedal. It is further preferred that the pedal assembly has a pedal position sensor configured to generate a pedal position signal representative of the actual position of the pedal between the predetermined first end position and the predetermined second end position. In such a preferred embodiment, the method according to the invention further comprises receiving a pedal force signal from the pedal force sensor, receiving a pedal position signal from the pedal position sensor, determining an actual pedal force-pedal position characteristic curve at least partially based on the received pedal force signal and at least partially based on the received pedal position signal, and sending an actual pedal setting signal to the pedal actuation unit, which causes the pedal actuation unit to ensure that the actual pedal force-pedal position characteristic curve essentially corresponds to the target pedal force-pedal position characteristic curve.

Durch das Abgleichen der Ist-Position und der aktuellen Ist-Pedalkraft mit der erzeugten Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie kann die Pedalbetätigungseinheit das gewünschte Pedalgefühl auch tatsächlich vermitteln.By comparing the actual position and the current actual pedal force with the generated target pedal force-pedal position characteristic curve, the pedal actuation unit can actually convey the desired pedal feel.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren dabei ferner ein Ermitteln einer gewünschten Dämpfung der Pedalbewegung basierend auf dem empfangenen Pedalkraftsignal und/oder Pedalpositionssignal und ein Senden eines Dämpfungssignals an die Pedalbetätigungseinheit auf, das die Pedalbetätigungseinheit dazu bewirkt, die Pedalbewegung gemäß der ermittelten Dämpfung zu dämpfen.In an advantageous embodiment, the method according to the invention further comprises determining a desired damping of the pedal movement based on the received pedal force signal and/or pedal position signal and sending a damping signal to the pedal actuation unit, which causes the pedal actuation unit to dampen the pedal movement according to the determined damping.

Beispielsweise können dazu das empfangene Pedalkraftsignal und/oder empfangene Pedalpositionssignal dahingehend ausgewertet werden, dass die zeitlichen Änderungen der Pedalkraft und/oder der Ist-Pedalposition mittels Bilden von mathematischen Ableitungen und/oder Filterungen und/oder mathematische Transformationen, wie beispielsweise eine sog. Fast-Fourier-Transformation (FFT), gebildet werden. Daraus kann dann sowohl für die Betätigungsbewegung des Pedals als auch für die Rückstellbewegung des Pedals unterschiedliche Hysteresekurven ermittelt werden, die dazu beitragen können, das gewünschte Pedalgefühl für den Fahrer zu erzeugen bzw. zu vermitteln. Insbesondere kann die Dämpfung der Pedalgefühl und das Bereitstellen der Hysterese dazu beitragen, dass etwaige Zitter- oder Ruckelbewegungen des Fahrers, die auf das Pedal ausgeübt werden, nicht als gewollte oder beabsichtigte Betätigungen des Pedals erfasst werden.For example, the received pedal force signal and/or pedal position signal can be evaluated to determine the temporal changes in pedal force and/or actual pedal position by performing mathematical derivations, filters, and/or mathematical transformations, such as a Fast Fourier Transform (FFT). From this, different hysteresis curves can be determined for both the pedal's actuation and return movements, which can help to create or convey the desired pedal feel to the driver. In particular, damping the pedal feel and providing hysteresis can prevent any trembling or jerky movements by the driver exerted on the pedal from being perceived as intentional pedal inputs.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Ermitteln eines Fahrbetriebsmodus des Fahrzeugs zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal auf. Dabei ist das gewünschte Fahrgefühl abhängig vom ermittelten Fahrbetriebsmodus.According to an advantageous embodiment, the method according to the invention further comprises determining a driving mode of the vehicle, at least partially based on the received driver request signal. The desired driving experience depends on the determined driving mode.

Folglich kann das Fahrerwunschsignal den vom Fahrer ausgewählten Fahrbetriebsmodus des Fahrzeugs, wie beispielsweise Sport, ECO oder Normal, anzeigen und in Abhängigkeit davon ein vorbestimmtes Pedalgefühl an den Fahrer vermittelt werden. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, dass dem Fahrer des Fahrzeugs ein härteres Bremsen in einem Sport-Fahrbetriebsmodus des Fahrzeugs vermittelt wird als im ECO-Fahrbetriebsmodus. Zudem kann anhand des ermittelten Fahrmodus die Größe und relative Position des einzustellenden Betätigungsbereichs abgeleitet und eingestellt werden. Zusätzlich kann anhand des ermittelten Fahrmodus die gewünschte und einzustellende Dämpfung der Pedalbewegung abgeleitet und eingestellt werden.Consequently, the driver request signal can indicate the vehicle's selected driving mode, such as Sport, ECO, or Normal, and convey a predetermined pedal feel to the driver accordingly. For example, the driver might prefer a firmer braking feel in Sport mode than in ECO mode. Furthermore, the size and relative position of the pedal's travel can be derived and adjusted based on the identified driving mode. Additionally, the desired damping of the pedal movement can be derived and adjusted based on the identified driving mode.

Ferner kann es in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt sein, dass das Soll-Pedaleinstellungssignal repräsentativ ist für einen gewünschten Betätigungsbereich des Pedals, der zwischen ungefähr 20 % bis ungefähr 50 % des maximalen Schwenkbereichs des Pedals beträgt. Der maximale Schwenkbereich des Pedals ist dabei von der vorbestimmten ersten Endposition und der vorbestimmten zweiten Endposition begrenzt bzw. definiert.Furthermore, in an advantageous embodiment of the method according to the invention, it may be preferred that the target pedal setting signal is representative of a desired actuation range of the pedal, which is between approximately 20% and This is approximately 50% of the pedal's maximum swivel range. The pedal's maximum swivel range is limited or defined by the predetermined first end position and the predetermined second end position.

Somit kann mittels einer erfindungsgemäßen elektrischen Pedalanordnung ein gewünschter Betätigungsbereich des Pedals bereitgestellt werden, der in einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung nur einem prozentualen Anteil des maximalen möglichen Schwenkbereichs entspricht.Thus, by means of an electric pedal arrangement according to the invention, a desired actuation range of the pedal can be provided, which in such an advantageous embodiment corresponds only to a percentage of the maximum possible swivel range.

Dabei kann es ferner vorgesehen sein, dass beim Erreichen der durchgedrückten Betätigungsbereich-Endposition das Pedal noch weiter in die vorbestimmte zweite Endposition geführt werden kann, wenn der Fahrer das Pedal über die Betätigungsbereich-Endposition hinaus betätigt. Beim Führen des Pedals von der Betätigungsbereich-Endposition in die vorbestimmte zweite Endposition bleibt die an der Betätigungsbereich-Endposition vorliegende Pedalbetätigung zumindest gleich. Beispielsweise wird beim Führen des Pedals von der Betätigungsbereich-Endposition in die vorbestimmte zweite Endposition die beim Erreichen der Betätigungsbereich-Endposition erzeugte Bremskraft mindestens beibehalten. In einer weiteren Ausgestaltung kann es bevorzugt sein, die von der Pedalbetätigungseinheit auf das Pedal aufgeprägte Kraft beim Führen des Pedals aus der Betätigungsbereich-Endposition in die vorbestimmte zweite Endposition zumindest teilweise zu erhöhen, beispielsweise um 5 % bis 10 % zu der an der Betätigungsbereich-Endposition vorliegenden Pedalaktuatorkraft.Furthermore, it may be provided that, upon reaching the fully depressed end position of the actuation range, the pedal can be moved further into the predetermined second end position if the driver depresses the pedal beyond this end position. When moving the pedal from the end position of the actuation range to the predetermined second end position, the pedal actuation force present at the end position of the actuation range remains at least the same. For example, when moving the pedal from the end position of the actuation range to the predetermined second end position, the braking force generated upon reaching the end position of the actuation range is at least maintained. In a further embodiment, it may be preferred to at least partially increase the force applied to the pedal by the pedal actuation unit when moving the pedal from the end position of the actuation range to the predetermined second end position, for example, by 5% to 10% relative to the pedal actuator force present at the end position of the actuation range.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die vorbestimmte erste Endposition des Pedals einem Fahrersitz des Fahrzeugs zugewandt, und die vorbestimmte zweite Endposition des Pedals ist dem Fahrersitz des Fahrzeugs abgewandt. In einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Ermitteln einer ersten Körpergröße des Fahrers zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal. Das an die Pedalbetätigungseinheit gesendete Soll-Pedaleinstellungssignal bewirkt dabei die Pedalbetätigungseinheit dazu, dass ein erster Betätigungsbereich des Pedals eingestellt wird, wenn die erste Körpergröße des Fahrers ermittelt wurde. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren in einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung ein Ermitteln einer zweiten Körpergröße des Fahrers, die größer ist als die erste Körpergröße des Fahrers, zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal. Dabei bewirkt das an die Pedalbetätigungseinheit gesendete Soll-Pedaleinstellungssignal die Pedalbetätigungseinheit dazu, dass ein zweiter Betätigungsbereich des Pedals eingestellt wird, wenn die zweite Körpergröße ermittelt wurde. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn sich der erste Betätigungsbereich näher an der vorbestimmten ersten Endposition befindet als der zweite Betätigungsbereich.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the predetermined first end position of the pedal faces the driver's seat of the vehicle, and the predetermined second end position of the pedal faces away from the driver's seat. In such an advantageous embodiment, the method according to the invention further comprises determining a first height of the driver, at least partially, based on the received driver request signal. The target pedal setting signal sent to the pedal actuation unit causes the pedal actuation unit to set a first actuation range of the pedal when the first height of the driver has been determined. Alternatively or additionally, in such an advantageous embodiment, the method comprises determining a second height of the driver, which is greater than the first height of the driver, at least partially based on the received driver request signal. The target pedal setting signal sent to the pedal actuation unit causes the pedal actuation unit to set a second actuation range of the pedal when the second height has been determined. In particular, it is advantageous if the first actuation area is closer to the predetermined first end position than the second actuation area.

In einer weiteren Ausgestaltung kann es bevorzugt sein, die Einstellung des Pedalgefühls und des Betätigungsbereichs des Pedals an die Einstellung des Fahrersitzes zu koppeln. Folglich kann der Fahrer durch Einstellen des Fahrersitzes das Fahrerwunschsignal automatisch erzeugen. Zudem kann es bevorzugt sein, dass jeder Fahrer des Fahrzeugs ein Pedal-Profil in der Fahrzeugsteuerung hinterlegen kann, so dass beim Erkennen des Fahrers das jeweilige Pedal-Profil ausgewählt werden kann, damit das fahrerabhängige und hinterlegte Pedalgefühl und der dazugehörige Betätigungsbereich eingestellt werden kann.In a further embodiment, it may be preferred to link the pedal feel and pedal range to the driver's seat setting. Consequently, the driver can automatically generate the desired driving signal by adjusting the driver's seat. Furthermore, it may be preferred that each driver of the vehicle can store a pedal profile in the vehicle control system, so that when the driver is recognized, the respective pedal profile can be selected to adjust the driver-specific and stored pedal feel and the associated pedal range.

In einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Betätigungsbereich des Pedals in Abhängigkeit der ermittelten Körpergröße des Fahrers des Fahrzeugs eingestellt werden. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn sich der zweite Betätigungsbereich des Pedals für einen größeren Fahrer näher an der zweiten Endposition, das heißt tiefer im Fußraum des Fahrzeugs, befindet als der erste Betätigungsbereich des Pedals, der für einen kleinen Fahrer näher an der ersten Endposition angeordnet ist. Somit kann neben der Möglichkeit der Einstellung der Ergonomie für den Fahrer mittels Einstellens des Fahrersitzes dem Fahrer des Fahrzeugs noch eine zusätzliche Möglichkeit zur Verbesserung der Ergonomie mittels Einstellen des Betätigungsbereichs des Pedals geschaffen werden, wodurch das Pedal der elektrischen Pedalanordnung optimal, effizient und in sicherer Weise betätigt werden kann.In such an advantageous embodiment of the inventive method, the pedal's operating range can be adjusted depending on the determined height of the vehicle's driver. For example, it may be advantageous for a taller driver to have the second operating range of the pedal located closer to the second end position, i.e., deeper in the vehicle's footwell, than the first operating range of the pedal, which is located closer to the first end position for a shorter driver. Thus, in addition to adjusting the driver's seat to optimize ergonomics, the driver is provided with an additional option for improving ergonomics by adjusting the pedal's operating range, allowing the electric pedal assembly to be operated optimally, efficiently, and safely.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Ermitteln eines deaktivierten Zustands des Pedals zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal. Dabei bewirkt das an die Pedalbetätigungseinheit gesendete Soll-Pedaleinstellungssignal die Pedalbetätigungseinheit dazu, das Pedal in die vorbestimmte zweite Endposition zu bewegen, die einem Fahrersitz des Fahrzeugs abgewandt ist, wenn ein deaktivierter Zustand des Pedals ermittelt wurde.In a further preferred embodiment, the method according to the invention further comprises determining a deactivated state of the pedal, at least partially based on the received driver request signal. The target pedal setting signal sent to the pedal actuation unit causes the pedal actuation unit to move the pedal to the predetermined second end position, which is facing away from the driver's seat of the vehicle, when a deactivated state of the pedal has been detected.

Ein deaktivierter Zustand des Pedals kann beispielsweise anzeigen, dass das Pedal derzeit nicht benötigt wird, wie beispielsweise in einem geparkten Zustand des Fahrzeugs. Das Bewegen des Pedals in die zweite Endposition kann dazu beitragen, einen Ausstiegsvorgang aus dem Fahrzeug heraus oder einen Einstiegsvorgang in das Fahrzeug hinein zu vereinfachen, da das Pedal als potentieller Störgegenstand aus dem Bereich zum Aus- und Einsteigen verfahren wird. Ferner kann mit einem sich in der vorbestimmten zweiten Endposition befindlichen Pedal eine Reinigung oder Wartung des Fußraums oder die Zugänglichkeit zu bestimmten Fahrzeugelementen, wie beispielsweise der Buchse für den OBD-Stecker oder anderen dort angeordneten Steuergeräten, erleichtert sein. Ebenso kann es bei einem Fahrzeug mit autonomem Fahrbetrieb möglich sein, das Pedal im autonomen Fahrbetriebszustand des Fahrzeugs aus Komfortgründen in die zweite Endposition, das heißt in die vollständig durchgedrückte Position, zu verfahren, um dem Fahrer einen größeren und störgegenstandsfreien Fußraum zum Erhöhen des Komforts bereitzustellen.A deactivated pedal position can indicate, for example, that the pedal is not currently needed, such as when the vehicle is parked. Moving the pedal to its second end position can help simplify exiting or entering the vehicle, as the pedal then serves as a potential access point. The pedal can be moved out of the way when entering and exiting the vehicle. Furthermore, a pedal in its predetermined second end position can facilitate cleaning or maintenance of the footwell, or provide access to certain vehicle components, such as the OBD port or other control units located there. Similarly, in a vehicle with autonomous driving capabilities, the pedal can be moved to its second end position (fully depressed) for comfort, providing the driver with a larger, obstruction-free footwell.

Vorzugsweise kann dabei ein deaktivierter Zustand des Pedals ermittelt werden, wenn ein Einstiegsvorgang des Fahrers in das Fahrzeug hinein oder ein Ausstiegsvorgang des Fahrers aus dem Fahrzeug heraus bevorsteht. Dies kann beispielsweise mittels geeigneter Sensoren erkannt werden, wie beispielsweise einem Türschlüsselsignal beim Aufsperren des Fahrzeugs. Alternativ kann ein deaktivierter Zustand des Pedals anhand des Zustands der Zündung des Fahrzeugs oder dem Zustand einer Parkbremse ermittelt werden.Preferably, a deactivated pedal state can be detected when the driver is about to enter or exit the vehicle. This can be detected, for example, using suitable sensors, such as a key fob signal when the vehicle is unlocked. Alternatively, a deactivated pedal state can be determined based on the ignition status or the position of the parking brake.

In ähnlicher Weise kann es vorteilhaft sein, dass ein deaktivierter Zustand des Pedals ermittelt wird, wenn sich das Fahrzeug zumindest teilweise in einem autonomen Betriebsmodus befindet. In einer solchen bevorzugten Ausgestaltung kann das Fahrerwunschsignal vom Fahrzeug gesendet werden, wenn es erkennt, dass ein autonomer Betriebsmodus des Fahrzeugs ausgewählt ist. Wie bereits erwähnt kann dann in dem autonomen Fahrbetriebsmodus des Fahrzeugs das Pedal möglichst weit aus dem Fußraum des Fahrzeugs verfahren werden, um dem Fahrer einen größtmöglichen Fußraum während dem autonomen Fahrbetriebsmodus zum Erhöhen des Komforts bereitzustellen.Similarly, it can be advantageous to detect a deactivated pedal state when the vehicle is at least partially in an autonomous operating mode. In such a preferred embodiment, the driver request signal can be sent by the vehicle when it detects that an autonomous operating mode has been selected. As already mentioned, in the vehicle's autonomous driving mode, the pedal can then be moved as far as possible out of the vehicle's footwell to provide the driver with maximum legroom during autonomous driving, thus increasing comfort.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung offenbart, die dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Pedals einer elektrischen Pedalanordnung für ein Fahrzeug auszuführen.According to a further aspect of the present invention, a control device is disclosed which is configured to carry out a method according to the invention for operating a pedal of an electric pedal arrangement for a vehicle.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung einen ersten Steuerungsvorrichtungsabschnitt zum Ausführen des Schrittes zum Empfangen eines Fahrerwunschsignals, einen zweiten Steuerungsvorrichtungsabschnitt zum Ausführen des Schrittes des Erzeugens eines Soll-Pedaleinstellungssignals und einen dritten Steuerungsvorrichtungsabschnitt zum Ausführen des Schrittes des Sendens des Soll-Pedaleinstellungssignals an die Pedalbetätigungseinheit auf.In a preferred embodiment, the control device according to the invention comprises a first control device section for performing the step of receiving a driver request signal, a second control device section for performing the step of generating a target pedal setting signal, and a third control device section for performing the step of sending the target pedal setting signal to the pedal actuation unit.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Pedalanordnung für ein Fahrzeug offenbart, die ein am Fahrzeug zwischen einer vorbestimmten ersten Endposition und einer vorbestimmten zweiten Endposition schwenkbar anbringbares Pedal, das dazu ausgebildet ist, von einem Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs betätigt zu werden, eine mit dem Pedal in Wirkverbindung stehende Pedalbetätigungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Position des Pedals zwischen der vorbestimmten ersten Endposition und der vorbestimmten zweiten Endposition zu steuern, und eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung aufweist.According to a further aspect of the present invention, a pedal arrangement for a vehicle is disclosed, comprising a pedal pivotably mounted on the vehicle between a predetermined first end position and a predetermined second end position, designed to be actuated by the foot of a driver of the vehicle, a pedal actuation unit operatively connected to the pedal, designed to control the position of the pedal between the predetermined first end position and the predetermined second end position, and a control device according to the invention.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Pedalanordnung offenbart.According to a further aspect of the present invention, a vehicle with a pedal arrangement according to the invention is disclosed.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm offenbart, das Befehle umfasst, die, wenn sie von einer Recheneinheit ausgeführt werden, die Recheneinheit veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Pedals einer Pedalanordnung für ein Fahrzeug auszuführen.According to a further aspect, a computer program is disclosed which includes instructions which, when executed by a computing unit, cause the computing unit to execute a method according to the invention for operating a pedal of a pedal arrangement for a vehicle.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein computerlesbares Medium offenbart, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.According to a further aspect of the present invention, a computer-readable medium is disclosed on which the computer program according to the invention is stored.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der hierin beschriebenen Lehre und Betrachten der beiliegenden einzigen Zeichnung ersichtlich, in denen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Pedalanordnung mit einem Pedal für ein Fahrzeug zeigt,
2 eine schematische Darstellung des Schwenkbereichs und Betätigungsbereichs des Pedals der erfindungsgemäßen Pedalanordnung der 1 zeigt,
3 ein beispielhaftes Diagramm für Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinien der erfindungsgemäßen Pedalanordnung der 1 zeigt, und
4 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der erfindungsgemäßen elektrischen Pedalanordnung der 1 zeigt,

Further advantages and features of the present invention will become apparent to the person skilled in the art by carrying out the teaching described herein and by examining the single accompanying drawing, in which:

1 a schematic representation of an electric pedal arrangement according to the invention with a pedal for a vehicle shows,
2 a schematic representation of the swivel range and actuation range of the pedal of the pedal arrangement according to the invention 1 shows,
3 an exemplary diagram for pedal force-pedal position characteristics of the pedal arrangement according to the invention 1 shows, and
4 an exemplary flowchart of a method according to the invention for operating the electrical pedal arrangement according to the invention 1 shows,

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung umfasst eine „elektrische Pedalanordnung“ ein Pedal, das von den entsprechenden Fahrzeugkomponenten mechanisch entkoppelt ist. Bei dem Pedal kann es sich um ein Bremspedal, ein Gaspedal oder ein Strompedal handeln. Insbesondere entfallen bei einer elektrischen Pedalanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung mechanische Kopplungsvorrichtungen, wie beispielsweise Seilzüge, Hydrauliksysteme, Pneumatiksysteme oder dergleichen, die eine mechanische Kopplung zwischen dem Pedal und der jeweiligen Fahrzeugkomponente herstellen. Das Pedal kann dabei vorzugsweise ein sogenannten Break-by-Wire-Bremspedal sein, bei dem die Pedalbewegung in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, das der Stelleinrichtung für die Bremsbacken bereitgestellt wird, die wiederum die gewünschte Bremskraft erzeugt.Within the scope of the present disclosure, an “electric pedal assembly” comprises a pedal that is mechanically decoupled from the corresponding vehicle components. The pedal This can be a brake pedal, an accelerator pedal, or a power pedal. In particular, an electric pedal arrangement according to the present disclosure eliminates mechanical coupling devices, such as cables, hydraulic systems, pneumatic systems, or the like, which establish a mechanical connection between the pedal and the respective vehicle component. The pedal can preferably be a so-called break-by-wire brake pedal, in which the pedal movement is converted into an electrical signal that is provided to the actuator for the brake shoes, which in turn generates the desired braking force.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt der Begriff „Schwenkbereich des Pedals“ den mechanisch maximal möglichen Bewegungsbereich des schwenkbar betätigbaren Pedals. Dabei kann die Schwenkbewegung des Pedals in beide Richtungen durch die Mechanik der Pedalanordnung begrenzt werden, beispielsweise durch mechanische Begrenzungselemente, die als Anschläge dienen. Folglich wird der Schwenkbereich des Pedals durch die mechanischen Begrenzungselemente definiert, wobei sich das Pedal in einer vorbestimmten ersten Endposition befindet, die durch ein ersten Begrenzungselement vorbestimmt ist, und in eine vorbestimmten zweiten Endposition befindet, die der vorbestimmten Endposition gegenüberliegt und durch ein zweites Begrenzungselement vorbestimmt ist.Within the scope of this disclosure, the term "pedal pivot range" describes the maximum mechanically possible range of motion of the pivotably actuated pedal. The pivoting movement of the pedal in both directions can be limited by the mechanics of the pedal assembly, for example, by mechanical limiting elements that serve as stops. Consequently, the pedal pivot range is defined by the mechanical limiting elements, wherein the pedal is in a predetermined first end position, which is predetermined by a first limiting element, and in a predetermined second end position, which is opposite the predetermined end position and is predetermined by a second limiting element.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt der Begriff „Betätigungsbereich des Pedals“ denjenigen Bereich innerhalb des Schwenkbereichs des Pedals, in dem das mit der Pedalbetätigungseinheit gesteuerte Pedal vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden kann. Insbesondere kann die Pedalbetätigungseinheit hierfür zwei Betätigungsbereich-Endpositionen für das Pedal einstellen, die zu der vorbestimmten ersten Endposition und der vorbestimmten zweiten Endposition verschieden sein können. Die beiden von der Pedalbetätigungseinheit eingestellten Betätigungsbereich-Endpositionen des Pedal begrenzen folglich die vom Fahrer wahrgenommenen Endpositionen und zeigen somit die beiden Stellungen „Initial-Position des Pedals“, in dem sich das Pedal in einem unbetätigten Zustand befindet, „durchgedrückte Position des Pedals“ an, in dem sich das Pedal in einem maximal betätigten Zustand befindet.Within the scope of this disclosure, the term "pedal operating range" describes the area within the pedal's pivot range in which the pedal, controlled by the pedal actuation unit, can be actuated by the vehicle's driver. In particular, the pedal actuation unit can set two operating range end positions for the pedal, which may differ from the predetermined first end position and the predetermined second end position. The two operating range end positions of the pedal set by the pedal actuation unit thus limit the end positions perceived by the driver and therefore indicate the two positions: the "initial position of the pedal," in which the pedal is in an unactuated state, and the "fully depressed position of the pedal," in which the pedal is in a maximally actuated state.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Pedalanordnung 100 mit einem Pedal 110 für ein Fahrzeug. Die elektrische Pedalanordnung 100 weist neben dem Pedal 110 eine mit dem Pedal 110 in Wirkverbindung stehende Pedalbetätigungseinheit 120 (siehe gestrichelte Linie in 1) auf, die dazu ausgebildet ist, die Position des Pedals 110 zwischen einer vorbestimmten ersten Endposition und einer vorbestimmten zweiten Endposition einzustellen. Die vorbestimmten ersten und zweiten Endpositionen des Pedals 110 beschreiben insbesondere die mechanischen Endpositionen des schwenkbaren Pedals 110. Somit wird der maximale Schwenkbereich des Pedals 110 durch die vorbestimmte erste Endposition und die vorbestimmte zweite Endposition definiert.The 1 Figure 1 shows a schematic representation of an electric pedal arrangement 100 according to the invention, comprising a pedal 110 for a vehicle. In addition to the pedal 110, the electric pedal arrangement 100 includes a pedal actuation unit 120 operatively connected to the pedal 110 (see dashed line in Figure 1). 1 ) which is designed to adjust the position of the pedal 110 between a predetermined first end position and a predetermined second end position. The predetermined first and second end positions of the pedal 110 describe, in particular, the mechanical end positions of the pivoting pedal 110. Thus, the maximum pivoting range of the pedal 110 is defined by the predetermined first end position and the predetermined second end position.

Es ist für den Fachmann jedoch selbstredend, dass ein Betätigungsschwenkbereich des Pedals 110 auch kleiner sein kann als der maximale Schwenkbereich des Pedals 110. Durch entsprechende Ansteuerung der Pedalbetätigungseinheit 120 kann der Betätigungsbereich des Pedals 110 wie gewünscht eingestellt werden, so dass die Betätigungsschwenkbereich-Endpositionen verschieden sind zu den vorbestimmten ersten und zweiten Endpositionen. Dabei kann die Pedalbetätigungseinheit 120 auf das sich in einer Betätigungsschwenkbereich-Endposition befindliche Pedal 110 eine derart große Pedalaktuatorkraft aufbringen, dass der Fahrer das Gefühl erhält, dass an dieser Pedalposition eine virtuelle Endposition erreicht ist.However, it is self-evident to the expert that the actuation range of pedal 110 can also be smaller than the maximum swivel range of pedal 110. By appropriately controlling the pedal actuation unit 120, the actuation range of pedal 110 can be adjusted as desired, so that the end positions of the actuation swivel range differ from the predetermined first and second end positions. The pedal actuation unit 120 can then apply such a large pedal actuator force to pedal 110 when it is in an end position of the actuation swivel range that the driver gets the feeling that a virtual end position has been reached at that pedal position.

Das Pedal 110 weist ein Pedalelement 112 auf, das schwenkbar an einer Pedalbefestigung 111 angebracht ist. Die Schwenkbewegung des Pedals 110, insbesondere des Pedalelements 112, ist in der 1 mit dem Pfeil 113 gekennzeichnet. Das Pedal 110 ist zudem mit einem Pedalkraftsensor 114 ausgestattet, der dazu ausgebildet ist, ein Pedalkraftsignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für eine extern auf das Pedal 110 ausgeübte Kraft. Beispielsweise kann der Pedalkraftsensor 114 die von einem Fuß 10 des Fahrers auf das Pedal 110, insbesondere auf das Pedalelement 112, ausgeübte Kraft erfassen.The pedal 110 has a pedal element 112 which is pivotably attached to a pedal mounting 111. The pivoting movement of the pedal 110, in particular of the pedal element 112, is described in the 1 The pedal 110 is marked with arrow 113. It is also equipped with a pedal force sensor 114, which is designed to generate a pedal force signal representative of a force exerted externally on the pedal 110. For example, the pedal force sensor 114 can detect the force exerted by the driver's foot 10 on the pedal 110, in particular on the pedal element 112.

Die mit dem Pedal 110 in Wirkverbindung stehende Pedalbetätigungseinheit 120 besteht aus einem Pedalaktuator 122, der dazu ausgebildet ist, beim Betreiben desselben mit Pedalaktuatorbetriebsparametern, wie beispielsweise elektrischer Spannung und/oder elektrischem Strom und/oder Rotorposition und/oder Kenngrößen des Pedalaktuators 112 an sich, wie beispielsweise Widerstände, Induktivitäten oder Temperatur, auf das Pedal 110 eine zu den Pedalaktuatorbetriebsparametern korrelierende Pedalaktuatorkraft zum Bewegen des Pedals 110 auszuüben. Hierzu weist die Pedalbetätigungseinheit 120 ferner eine Getriebeeinheit 124 auf, die eine Spindel 123 umfasst, die dazu ausgebildet ist, beim Drehen derselben ein Spindelelement 125 translatorisch zu bewegen (siehe Pfeil 127 in der 1). An dem Spindelelement 125 ist ein Betätigungselement 121 befestigt, das auf der gegenüberliegenden Seite mit dem Pedal 110 gekoppelt ist. Die Mechanik der elektrischen Pedalanordnung 100 erfolgt somit durch einen translatorischen Antrieb des Spindelelements 125 durch den Pedalaktuator 122, die auf Grund der Gelenke am Spindelelement 125 und dem Pedal 110 in eine Schwenkbewegung (siehe Pfeil 113 in der 1) des Pedals 110 umgesetzt wird.The pedal actuation unit 120, which is operatively connected to the pedal 110, consists of a pedal actuator 122. The pedal actuator is configured to exert a pedal actuator force on the pedal 110, corresponding to the pedal actuator operating parameters such as electrical voltage and/or electrical current and/or rotor position and/or characteristics of the pedal actuator 112 itself, such as resistances, inductances, or temperature, to move the pedal 110. For this purpose, the pedal actuation unit 120 also includes a gear unit 124, which comprises a spindle 123 configured to move a spindle element 125 translationally when the spindle is rotated (see arrow 127 in the figure). 1 An actuating element 121 is attached to the spindle element 125 and coupled to the pedal 110 on the opposite side. The mechanics of the electric pedal assembly 100 are thus achieved by a translational drive. of the spindle element 125 by the pedal actuator 122, which, due to the joints on the spindle element 125 and the pedal 110, is set into a pivoting movement (see arrow 113 in the 1 ) of pedal 110 is implemented.

Die Pedalbetätigungseinheit 120 umfasst ferner eine Leistungselektronik 126 sowie eine Pedalbetätigungssteuerung 128. Die Pedalbetätigungssteuerung 128 ist insbesondere zum Steuern des Betriebs der Pedalbetätigungseinheit 120, insbesondere des Pedalaktuators 122, ausgebildet.The pedal actuation unit 120 further comprises a power electronics unit 126 and a pedal actuation control unit 128. The pedal actuation control unit 128 is designed in particular to control the operation of the pedal actuation unit 120, especially the pedal actuator 122.

Die Pedalbetätigungseinheit 120 kann ferner eine Rückstellvorrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, die dazu ausgebildet ist, das Pedal 110 in einem kraftlosen Zustand, wie beispielsweise bei einem deaktivierten Fahrzeug, in eine vorbestimmte Initial-Position zurückzustellen. Die Rückstellvorrichtung kann beispielsweise in Form eines Feder-Dämpfersystems bereitgestellt sein. Die Rückstellvorrichtung kann ebenso dazu ausgebildet sein, die Initial-Position des Pedals 110 wunschgemäß einzustellen, so dass diese eine Betätigungsschwenkbereich-Endposition des Pedals 110 definiert. Diese Betätigungsschwenkbereich-Endposition des Pedals 110 als Initialposition ist wiederum gemäß einem Fahrerwunsch einstellbar.The pedal actuation unit 120 can further include a return mechanism (not shown) designed to return the pedal 110 to a predetermined initial position in a force-free state, such as when the vehicle is deactivated. The return mechanism can, for example, be in the form of a spring-damper system. The return mechanism can also be configured to adjust the initial position of the pedal 110 as desired, thus defining an end position of the pedal's actuation range. This end position of the pedal's actuation range, as the initial position, is in turn adjustable according to the driver's preference.

Die Pedalanordnung 100 der 1 umfasst ferner einen Pedalpositionssensor 130, der dazu ausgebildet ist, ein Pedalpositionssignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für die Ist-Position des Pedals 100 zwischen der vorbestimmten ersten Endposition und der vorbestimmten zweiten Endposition. Der Pedalpositionssensor 130 kann beispielsweise ein Winkelsensor sein, der den Winkel zwischen dem Befestigungselement 111 und dem Pedalelement 112 erfasst, woraus die Ist-Position des Pedals 110 ermittelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein der linearer Positionssensor zum Erfassen der linearen Position des Spindelelements 125 vorgesehen sein, wovon die Position des Pedals 110 abgeleitet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Winkelsensor zum Erfassen des Winkels zwischen der Spindel 123 und dem Betätigungselement 121 oder zum Erfassen des Winkels zwischen dem Betätigungselement 121 und dem Pedalelement 112 vorgesehen sein, wovon wiederum die Pedalposition abgeleitet werden kann. Alternativ oder zusätzlich können noch Parameter des Pedalaktuators 122, wie beispielsweise der Motorposition des Pedalaktuators 122, zum Ermitteln der Pedalposition berücksichtigt werden.The pedal arrangement 100 of the 1 The system further comprises a pedal position sensor 130 configured to generate a pedal position signal representative of the actual position of the pedal 100 between the predetermined first end position and the predetermined second end position. The pedal position sensor 130 can, for example, be an angle sensor that detects the angle between the fastening element 111 and the pedal element 112, from which the actual position of the pedal 110 can be determined. Alternatively or additionally, a linear position sensor can be provided to detect the linear position of the spindle element 125, from which the position of the pedal 110 can be derived. Alternatively or additionally, an angle sensor can be provided to detect the angle between the spindle 123 and the actuating element 121 or to detect the angle between the actuating element 121 and the pedal element 112, from which the pedal position can again be derived. Alternatively or additionally, parameters of the pedal actuator 122, such as the motor position of the pedal actuator 122, can be taken into account to determine the pedal position.

Die Pedalanordnung 100 umfasst ferner ein erstes Begrenzungselement 140, das dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Pedals 110 über die vorbestimmte erste Endposition hinaus mechanisch zu begrenzen. Insbesondere kann beim Bewegen des Pedals 110 in Richtung des ersten Begrenzungselements 140 dieses mit dem Pedal 110 in Kontakt gelangen und somit eine weitere Bewegung desselben mechanisch begrenzen. In ähnlicher Weise weist die Pedalanordnung 100 eine zweites Begrenzungselement (nicht gezeigt) auf, das dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Pedals 110 über die vorbestimmte zweite Endposition hinaus mechanisch zu begrenzen. Insbesondere kann beim Bewegen des Pedals 110 in Richtung des zweiten Begrenzungselements 140 dieses mit dem Pedal 110 in Kontakt gelangen und somit eine weitere Bewegung desselben mechanisch begrenzen.The pedal assembly 100 further comprises a first limiting element 140, which is configured to mechanically limit the movement of the pedal 110 beyond the predetermined first end position. In particular, when the pedal 110 is moved towards the first limiting element 140, the latter can come into contact with the pedal 110 and thus mechanically limit any further movement of the pedal 110. Similarly, the pedal assembly 100 has a second limiting element (not shown), which is configured to mechanically limit the movement of the pedal 110 beyond the predetermined second end position. In particular, when the pedal 110 is moved towards the second limiting element 140, the latter can come into contact with the pedal 110 and thus mechanically limit any further movement of the pedal 110.

Alternativ kann das Begrenzungselement 140 in der Pedalbetätigungseinheit 120 integriert sein, um eine mechanische Begrenzung der Pedalbewegung zu erwirken. Beispielsweise kann das Begrenzungselement 140 an der Spindel 123 angeordnet sein, das dann eine translatorische Bewegung des Spindelelements 125 begrenzt, wodurch wiederum die Schwenkbewegung des Pedals 110 begrenzt wird.Alternatively, the limiting element 140 can be integrated into the pedal actuation unit 120 to mechanically limit the pedal movement. For example, the limiting element 140 can be arranged on the spindle 123, which then limits a translational movement of the spindle element 125, thereby in turn limiting the pivoting movement of the pedal 110.

Die Pedalanordnung 100 der 1 umfasst ferner eine Steuerungsvorrichtung 160, die zum Steuern der Pedalbetätigungseinheit 120 ausgebildet ist. Die Steuerungsvorrichtung 160 kann mit der Pedalbetätigungssteuerung 128 in Kommunikationsverbindung stehen. Alternativ kann die Pedalbetätigungssteuerung 128 in der Steuerungsvorrichtung 160 integriert sein.The pedal arrangement 100 of the 1 The system further comprises a control device 160, which is designed to control the pedal actuation unit 120. The control device 160 can communicate with the pedal actuation control 128. Alternatively, the pedal actuation control 128 can be integrated into the control device 160.

Die Steuerungsvorrichtung 160 kann mehrere Steuerungsvorrichtungsabschnitte aufweisen, wie beispielsweise einen ersten Steuerungsvorrichtungsabschnitt 161, der ein Ereignissignal empfangen kann, einen zweiten Steuerungsvorrichtungsabschnitt 162, der ein Pedaleinstellungssignal erzeugen kann, einen dritten Steuerungsvorrichtungsabschnitt 162, der das erzeugte Pedaleinstellungssignal an die Pedalbetätigungseinheit 120 senden kann, einen vierten Steuerungsvorrichtungsabschnitt 164, der das Pedalpositionssignal des Pedalpositionssensors 130 empfangen kann, und einen fünften Steuerungsvorrichtungsabschnitt 168 zum Empfangen des Pedalkraftsignals vom Pedalkraftsensor 114, auf die mit Bezug auf die 2 weiter unten näher eingegangen wird.The control device 160 can have several control device sections, such as a first control device section 161 that can receive an event signal, a second control device section 162 that can generate a pedal setting signal, a third control device section 162 that can send the generated pedal setting signal to the pedal actuation unit 120, a fourth control device section 164 that can receive the pedal position signal from the pedal position sensor 130, and a fifth control device section 168 for receiving the pedal force signal from the pedal force sensor 114, which are referred to in the 2 This will be discussed in more detail below.

Die Steuerungsvorrichtung 160 kann einen Prozessor bzw. eine Recheneinheit und einen Speicher aufweisen. Alternativ kann die Steuerungsvorrichtung 160 der Prozessor bzw. die Recheneinheit sein, die mit dem Speicher verbunden ist. Der Prozessor kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (Central Processing Unit, CPU) sein. Der Prozessor kann ferner ein weiterer Allzweckprozessor, ein digitaler Signalprozessor (Digital Signal Processor, DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (Field-Programmable Gate Array, FPGA) sein, oder ein anderes programmierbares Logikgerät, ein diskretes Gatter- oder Transistorlogikgerät, eine diskrete Hardwarekomponente oder dergleichen. Der Allzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, oder der Prozessor kann ein beliebiger herkömmlicher Prozessor oder dergleichen sein.The control device 160 can include a processor or arithmetic unit and a memory. Alternatively, the control device 160 can be the processor or arithmetic unit connected to the memory. The processor can be a central processing unit (CPU). The processor can also be another general-purpose processor, a digital signal processor (DSP), The general-purpose processor can be a DSP, an application-specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), or another programmable logic device, a discrete gate or transistor logic device, a discrete hardware component, or the like. The general-purpose processor can be a microprocessor, or the processor can be any conventional processor or the like.

Der Speicher umfasst, ist aber nicht darauf beschränkt, einen Random Access Memory (RAM), einen Read-Only Memory (ROM), einen löschbaren programmierbaren Read-Only Memory (EPROM) oder einen portablen Read-Only Memory (z.B. CD-ROM). Der Speicher ist konfiguriert, um zugehörige Programmanweisungen und zugehörige Daten zu speichern.The memory includes, but is not limited to, Random Access Memory (RAM), Read-Only Memory (ROM), Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM), or Portable Read-Only Memory (e.g., CD-ROM). The memory is configured to store associated program instructions and data.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des Schwenkbereichs 115 des Pedals 110 und zwei beispielhafte Betätigungsbereiche 116, 117 des Pedals 110 der erfindungsgemäßen Pedalanordnung 100 der 1, nämlich einen ersten Betätigungsbereich 116 und einen zweiten Betätigungsbereich 117. In der 2 zeigen die Bezugsziffern 112a und 112b das Pedalelement 112 in der vorbestimmten ersten Endposition und in der vorbestimmten zweiten Endposition, wobei sich das Pedalelement 112 in der Position 112a in der vorbestimmten ersten Endposition, das heißt mit dem Begrenzungselement 140 in Kontakt, und in der Position 112B in der vorbestimmten zweiten Endposition befindet. Zwischen den beiden Positionen 112A und 112B wird der maximale Schwenkbereich 115 des Pedals 110 aufgespannt. Aus mechanischer Sicht beschreibt der maximale Schwenkbereich 115 die maximal mechanische Möglichkeit zur Betätigung des Pedals 110.The 2 Figure 1 shows a schematic representation of the pivoting range 115 of the pedal 110 and two exemplary actuation ranges 116, 117 of the pedal 110 of the pedal arrangement 100 according to the invention. 1 , namely a first operating area 116 and a second operating area 117. In the 2 Reference numerals 112a and 112b indicate the pedal element 112 in its predetermined first end position and its predetermined second end position, respectively. In position 112a, the pedal element 112 is in its predetermined first end position, i.e., in contact with the limiting element 140, and in position 112b, it is in its predetermined second end position. The maximum pivot range 115 of the pedal 110 is defined between the two positions 112a and 112b. From a mechanical perspective, the maximum pivot range 115 describes the maximum mechanical possibility for actuating the pedal 110.

Die Pedalbetätigungseinheit 120 kann jedoch das Pedal 110, wie bereits erläutert, derart steuern, dass es lediglich zwischen den Positionen 112C und 112D des Pedalelements 112 betätigbar ist. Die Positionen 112C und 112D beschreiben folglich jeweils die Betätigungsbereich-Endpositionen, wobei die Position 112C eine Initial-Position des Pedals 110 und die Position 112D die vollständig betätigte Position des Pedals 110 angibt. Dabei kann beispielsweise dem Fahrer eine derartige Gegenkraft mittels des Pedalaktuators 122 in der Position 112D aufgebracht werden, dass sich Pedal 110, insbesondere das Pedalelement 112, nicht weiter in Richtung der Position 112B als die Position 112D bewegen kann. Der Fahrer kann folglich das Pedal 110 nicht über die Pedalposition 112D hinaus verfahren bzw. betätigen. Gleiches gilt für die Pedalposition112C, die als Initial-Pedalposition bezeichnet werden kann. Die bereits erwähnte Rückstellvorrichtung, wie beispielsweise die Pedalbetätigungseinheit 120, kann dazu ausgebildet sein, das Pedal 110 in einem unbetätigten Zustand in die Position 112C zu verfahren bzw. zu steuern.The pedal actuation unit 120 can, however, control the pedal 110, as already explained, such that it can only be actuated between positions 112C and 112D of the pedal element 112. Positions 112C and 112D thus describe the end positions of the actuation range, with position 112C indicating the initial position of the pedal 110 and position 112D the fully actuated position of the pedal 110. For example, a counterforce can be applied to the driver by means of the pedal actuator 122 in position 112D such that the pedal 110, and in particular the pedal element 112, cannot move further towards position 112B than position 112D. Consequently, the driver cannot move or actuate the pedal 110 beyond pedal position 112D. The same applies to pedal position 112C, which can be referred to as the initial pedal position. The previously mentioned return device, such as the pedal actuation unit 120, can be configured to move or control the pedal 110 to position 112C in an unactuated state.

In ähnlicher Weise beschreiben die Positionen 112E und 112F einen zweiten Betätigungsbereich 117 des Pedals 110, der sich - verglichen zum ersten Betätigungsbereich 116 - näher an der vorbestimmten zweiten Endposition 112B befindet. Die Größe, das heißt der Abstand der Positionen 112C und 112D bzw. 112E und 112F zueinander, sind mittels der Pedalbetätigungseinheit 120 individuell einstellbar.Similarly, positions 112E and 112F describe a second actuation range 117 of the pedal 110, which – compared to the first actuation range 116 – is closer to the predetermined second end position 112B. The size, that is, the distance between positions 112C and 112D or 112E and 112F, is individually adjustable by means of the pedal actuation unit 120.

Die Pedalbetätigungseinheit 120 kann somit dem Fahrer einen gewünschten oder vorbestimmen Betätigungsbereich 116, 117 bereitstellen, damit der Fahrkomfort erhöht werden kann. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das Fahrzeug von Fahrern mit unterschiedlichen Körpergrößen betrieben wird. Je nach körperlicher Anatomie des Fahrers kann somit eine optimale Ergonomie für den Fahrer durch Einstellen des Betätigungsbereichs 116, 117 des Pedals 110 gemäß dem Fahrerwunsch bereitgestellt werden.The pedal actuation unit 120 can thus provide the driver with a desired or predetermined actuation range 116, 117 to increase driving comfort. This can be particularly advantageous when the vehicle is operated by drivers of different heights. Depending on the driver's physical anatomy, optimal ergonomics can be provided by adjusting the actuation range 116, 117 of the pedal 110 according to the driver's preference.

Die Pedalbetätigungseinheit 120 kann ferner dazu ausgebildet sein, das Pedal 110 beim Bewegen über die Betätigungsbereich-Endpositionen 112D und 112F hinaus in die vorbestimmten zweite Endposition 112B gezielt zu führen. Damit kann ein Überlastbereich für das Pedal 110 vorgesehen werden. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Pedal 110 in den Überlastbereich bewegt, kann beispielweise die mittels Pedalbetätigung in der Betätigungsposition 112D und 112F erzeugte Bremsleistung beibehalten werden, wobei dem Fahrer mittels der Pedalbetätigungseinheit 120 eine erhöhte Gegenkraft auf das Pedal vermittelt werden kann. Beim Verlassen des voreingestellten Betriebsbereiches kann folglich der letzte Kennlinienwert gehalten oder so lange interpoliert werden, bis die Maximalkraft des Pedalaktuators 122 erreicht ist. Das Vorsehen des Überlastbereichs kann ein Downsizing des Pedalaktuators 122, d. h. ein Vorsehen eines Pedalaktuators 122 mit niedriger Maximalleistung, ermöglichen.The pedal actuation unit 120 can further be configured to guide the pedal 110, when moved beyond the actuation range end positions 112D and 112F, into the predetermined second end position 112B. This allows for an overload range for the pedal 110. For example, when the driver moves the pedal 110 into the overload range, the braking power generated by pedal actuation in actuation positions 112D and 112F can be maintained, while the pedal actuation unit 120 provides the driver with an increased counterforce on the pedal. Consequently, when leaving the preset operating range, the last characteristic curve value can be maintained or interpolated until the maximum force of the pedal actuator 122 is reached. Providing the overload range can enable a downsizing of the pedal actuator 122, i.e., the use of a pedal actuator 122 with lower maximum power.

Ferner ist es erfindungsgemäß, dass der vorbestimmte Betätigungsbereich 116, 117 des Pedals 110 eine vorbestimmte Mindestgröße überschreitet und eine vorbestimmte Maximalgrößer unterschreitet. Die Größe des Betätigungsbereichs 116, 117 kann beispielsweise in Winkelgrad angegeben werden.Furthermore, according to the invention, the predetermined actuation range 116, 117 of the pedal 110 exceeds a predetermined minimum size and falls below a predetermined maximum size. The size of the actuation range 116, 117 can, for example, be specified in degrees.

Die 3 zeigt ein beispielhaftes Diagramm mit verschiedenen Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinien der erfindungsgemäßen Pedalanordnung 100 der 1. In dem Diagramm der 3 ist auf der Abszisse die Position des Pedals 110 aufgetragen, wohingegen auf der Ordinate die Pedalaktuatorkraft aufgetragen ist, die vom Pedalaktuator 122 auf das Pedal 110 aufgebracht wird. Das dem Fahrer des Fahrzeugs vermittelte Pedalgefühl wird durch die erzeugte und bereitgestellte Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie definiert und charakterisiert.The 3 shows an exemplary diagram with various target pedal force-pedal position characteristic curves of the pedal arrangement 100 according to the invention. 1 In the diagram of 3 The position of pedal 110 is marked on the abscissa. The ordinate represents the pedal actuator force applied by pedal actuator 122 to pedal 110. The pedal feel conveyed to the driver of the vehicle is defined and characterized by the generated and provided target pedal force-pedal position characteristic curve.

Die durchgezogene Linie 310 der 3 zeigt dabei einen beispielhaften progressiven Verlauf einer Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie des Pedals 110 der Pedalanordnung 100 und vermittelt dem Fahrer des Fahrzeugs 110 somit ein progressives Pedalgefühl. Wie dem Diagramm der 3 zu entnehmen ist, benötigt der Fahrer zunächst nur wenig Kraft zum Bewegen des Pedals 110 aus der Initial-Position 0 (beispielsweise Initial-Position 112C oder Initial-Position 112E der 2), wobei ab der Position 1 des Pedals 110 die zum Bewegen des Pedals 110 benötigte Kraft bis zum Erreichen der Betätigungsbereich-Endposition 2 signifikant ansteigt.The solid line 310 of the 3 This shows an exemplary progressive curve of the target pedal force-pedal position characteristic of pedal 110 of pedal arrangement 100 and thus conveys a progressive pedal feel to the driver of vehicle 110. As shown in the diagram of the 3 As can be seen, the driver initially needs only a little force to move pedal 110 from the initial position 0 (for example, initial position 112C or initial position 112E of the 2 ), wherein from position 1 of the pedal 110 the force required to move the pedal 110 increases significantly until the end position 2 of the operating range is reached.

Die langgestrichelte Linie 320 stellt einen direkt proportionalen Verlauf einer Soll-Pedalkraft-Pedalposition-Kennlinie des Pedals 110 der Pedalanordnung 100 dar. Bei einer solchen Soll-Pedalkraft-Pedalposition-Kennlinie 320 ist das Pedalgefühl über den gesamten Betätigungsbereich 116, 117 gleich und direkt proportional. Das heißt, dass der Fahrer in jeder Position des Pedals 110 die gleiche Kraft aufwenden muss, um das Pedal 110 zu bewegen.The long dashed line 320 represents a directly proportional curve for the target pedal force-pedal position characteristic of pedal 110 in the pedal arrangement 100. With such a target pedal force-pedal position characteristic 320, the pedal feel is the same and directly proportional across the entire actuation range 116, 117. This means that the rider must exert the same force to move pedal 110 in every position.

Die kurzgestrichelte Linie 330 der 3 ist ähnlich zu der Linie 310, das heißt, dass dabei ein progressives Pedalgefühl vermittelt wird, wobei das Pedalgefühl gemäß der Kennlinie 330 als „weicher“ bezeichnet werden kann als bei der Kennlinie 310.The short-dashed line 330 of the 3 is similar to line 310, meaning that a progressive pedal feel is conveyed, whereby the pedal feel according to characteristic curve 330 can be described as "softer" than that of characteristic curve 310.

Die kurzgestrichelte Linie 340 der 3 stellt eine weitere Möglichkeit zum Vermitteln eines vorbestimmten Pedalgefühls an den Fahrer dar, bei der zunächst nur wenig Kraft benötigt wird, um das Pedal 100 aus der Initialposition 0, wie beispielsweise der Initialposition 112C oder 112F der 2, bis zu einer Position 3 zu bewegen. Im Bereich zwischen den Positionen 3 und 4 ist für den Fahrer eine signifikante Vergrößerung der benötigten Kraft zum Verfahren des Pedals 100 zu spüren. Ab der Position 4 des Pedals 110 wird wiederum eine deutlich geringere Kraft benötigt, um das Pedal 110 in die vollkommen durchgedrückte Position 2, wie beispielsweise der Pedalstellungen 112D oder 112F der 2, zu bewegen, die gleichzeitig die Betätigungsbereich-Endposition darstellt.The short-dashed line 340 of the 3 represents another way of conveying a predetermined pedal feel to the rider, where initially only a little force is required to move the pedal 100° from the initial position 0, such as the initial position 112C or 112F of the 2 , up to position 3. In the range between positions 3 and 4, the rider will notice a significant increase in the force required to move pedal 100. From position 4 of pedal 110 onwards, a significantly less force is required to move pedal 110 to the fully depressed position 2, such as pedal positions 112D or 112F. 2 , to move, which simultaneously represents the end position of the operating area.

Der 3 kann folglich entnommen werden, dass neben dem Einstellen des Betätigungsbereichs 116, 117 zugleich noch das in diesen Betätigungsbereichen 116, 117 dem Fahrer vermittelte Pedalgefühl während dem Betätigen des Pedals 110 wunschgemäß eingestellt werden kann. Aufgrund der mechanischen Entkopplung des Pedals 110 von den jeweiligen Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Bremspedal oder Drosselklappe, kann das Betätigungsgefühl flexibel und wunschgemäß eingestellt werden.The 3 It can therefore be deduced that, in addition to adjusting the actuation range 116, 117, the pedal feel conveyed to the driver in these actuation ranges 116, 117 during actuation of pedal 110 can also be adjusted as desired. Due to the mechanical decoupling of pedal 110 from the respective vehicle components, such as the brake pedal or throttle valve, the actuation feel can be adjusted flexibly and as desired.

Die 4 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der erfindungsgemäßen elektrischen Pedalanordnung 100 der 1.The 4 shows an exemplary flowchart of a method according to the invention for operating the electric pedal arrangement 100 according to the invention. 1 .

Das Verfahren der 4 startet beim Schritt 400 und gelangt dann zum Schritt 410, an dem die Steuerungsvorrichtung 160, insbesondere der erste Steuerungsvorrichtungsabschnitt 161, ein Fahrerwunschsignal empfängt, das repräsentativ ist für einen vom Fahrer gewünschten Betätigungsbereich 116, 117 des Pedals 110 und repräsentativ ist für ein vom Fahrer gewünschtes Pedalgefühl. The procedure of 4 starts at step 400 and then proceeds to step 410, at which the control device 160, in particular the first control device section 161, receives a driver request signal that is representative of an actuation range 116, 117 of the pedal 110 requested by the driver and is representative of a pedal feel requested by the driver.

Beispielsweise kann der Fahrer hierfür auf eine bereitgestellte Bibliothek an vorbestimmten Betätigungsbereichen 116, 117 und/oder vorbestimmten Pedalgefühlen zurückgreifen. Das Auswählen eines vorbestimmten Betätigungsbereichs und eines vorbestimmten Pedalgefühls erzeugt damit das Fahrerwunschsignal. Der Fahrer des Fahrzeugs kann beispielsweise das Fahrerwunschsignal durch Einstellen seines gewünschten Pedalgefühls und des gewünschten Betätigungsbereichs des Pedals 110 über eine geeignete Fahrzeug-Fahrer-Schnittstelle, wie beispielsweise über das Display der Fahrzeugsteuerung oder einem Schalter, wunschgemäß erzeugen. Gleichzeitig kann der Fahrer daraufhin mittels eines geeigneten Signals, wie beispielsweise ein Lichtsignal oder ein Audiosignal, über das ausgewählte Pedalgefühl und den ausgewählten Betätigungsbereich des Pedals 110 informiert. Zudem kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Fahrer des Fahrzeugs bestätigen muss, dass die ausgewählte und bereitgestellte Pedaleinstellung akzeptabel und in Ordnung ist.For example, the driver can access a provided library of predetermined actuation ranges 116, 117 and/or predetermined pedal sensitivities. Selecting a predetermined actuation range and a predetermined pedal sensitivity thus generates the driver request signal. The driver of the vehicle can, for example, generate the driver request signal as desired by setting their desired pedal sensitivity and the desired actuation range of the pedal 110 via a suitable vehicle-driver interface, such as the vehicle control unit's display or a switch. Simultaneously, the driver can then be informed of the selected pedal sensitivity and the selected actuation range of the pedal 110 by means of a suitable signal, such as a light signal or an audio signal. Furthermore, according to the invention, it can be provided that the driver of the vehicle must confirm that the selected and provided pedal setting is acceptable and correct.

Alternativ kann das Fahrerwunschsignal beim Ansteuern unterschiedlicher Fahrbetriebsmodi durch den Fahrer des Fahrzeugs erzeugt werden. So kann dem Fahrer beispielsweise in einem Sportfahrmodus ein härteres Pedalgefühl vermittelt werden als in einem ECO-Fahrmodus des Fahrzeugs. Somit kann das Fahrerwunschsignal indirekt durch den Fahrer mittels Auswählen des Fahrbetriebsmodus erzeugt werden, das dann wiederum von der Steuerungsvorrichtung 160, insbesondere des ersten Steuerungsvorrichtungsabschnitts 161, empfangen wird.Alternatively, the driver request signal can be generated by the driver when selecting different driving modes. For example, the driver can experience a firmer pedal feel in a sport driving mode than in an ECO driving mode. Thus, the driver request signal can be indirectly generated by the driver by selecting the driving mode, which is then received by the control device 160, in particular by the first control device section 161.

In einem darauffolgenden Schritt 420 erzeugt die Steuerungsvorrichtung 160, insbesondere der zweite Steuerungsvorrichtungsabschnitt 162, ein Soll-Pedaleinstellungssignal zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Fahrerwunschsignal. Dazu wertet die Steuerungsvorrichtung 160, insbesondere der zweite Steuerungsvorrichtungsabschnitt 162, das empfangene Fahrerwunschsignal aus und übersetzt dies in das Soll-Pedaleinstellungssignal, welches im Schritt 420 erzeugt wird.In a subsequent step 420, the control device 160, in particular the The second control device section 162 generates a target pedal setting signal, at least partially based on the received driver request signal. For this purpose, the control device 160, in particular the second control device section 162, evaluates the received driver request signal and translates it into the target pedal setting signal, which is generated in step 420.

In einem darauffolgenden Schritt 430 sendet die Steuerungsvorrichtung 160, insbesondere der dritte Steuerungsvorrichtungsabschnitt 164, das im Schritt 420 erzeugte Soll-Pedaleinstellungssignal an die Pedalbetätigungseinheit 120, das die Pedalbetätigungseinheit 120 dazu bewirkt, den gewünschten Betätigungsbereich 116, 117 des Pedals 110 basierend auf dem erzeugten und empfangenen Soll-Pedaleinstellungssignal einzustellen und das gewünschte Pedalgefühl basierend auf dem erzeugten Soll-Pedaleinstellungssignal durch Steuern der Bewegung des Pedals 110 während der Betätigung durch den Fahrer zu vermitteln, bevor das Verfahren beim Schritt 440 beendet wird.In a subsequent step 430, the control device 160, in particular the third control device section 164, sends the target pedal setting signal generated in step 420 to the pedal actuation unit 120, which causes the pedal actuation unit 120 to set the desired actuation range 116, 117 of the pedal 110 based on the generated and received target pedal setting signal and to convey the desired pedal feel based on the generated target pedal setting signal by controlling the movement of the pedal 110 during actuation by the driver, before the procedure is terminated in step 440.

Erfindungsgemäß ist es mit der elektrischen Pedalanordnung 100 möglich, sowohl den Betätigungsbereich 116, 117 des Pedals 110 als auch das Pedalgefühl beim Betätigen des Pedals 110 für jeden Fahrer individuell anzupassen und einzustellen. Dies kann insbesondere den Fahrkomfort und die Ergonomie für den Fahrer erheblich verbessern.According to the invention, the electric pedal arrangement 100 makes it possible to individually adjust and set both the actuation range 116, 117 of the pedal 110 and the pedal feel when actuating the pedal 110 for each driver. This can significantly improve driving comfort and ergonomics for the driver.

Zusätzlich kann beim Schritt 430 das Pedalkraftsignal vom Pedalkraftsensor 114 und das Pedalpositionssignals vom Pedalpositionssensor 130 empfangen werden, um zu überwachen, dass die darauf ermittelte Ist-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie im Wesentlichen der ermittelten Soll-Pedalkraft-Pedalpositions-Kennlinie entspricht. Dabei kann es ferner bevorzugt sein, basierend auf dem empfangenen Pedalkraftsignal und/oder Pedalpositionssignal eine Dämpfung der Pedalbewegung zu ermittelt und ein Dämpfungssignals an die Pedalbetätigungseinheit 120 zu senden, das die Pedalbetätigungseinheit 120 dazu bewirkt, die Pedalbewegung gemäß der ermittelten Dämpfung zu dämpfen.Additionally, in step 430, the pedal force signal from pedal force sensor 114 and the pedal position signal from pedal position sensor 130 can be received to monitor that the resulting actual pedal force-pedal position characteristic curve substantially corresponds to the determined target pedal force-pedal position characteristic curve. Furthermore, it may be preferable to determine a damping of the pedal movement based on the received pedal force signal and/or pedal position signal and to send a damping signal to the pedal actuation unit 120, causing the pedal actuation unit 120 to dampen the pedal movement according to the determined damping.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, den Fahrkomfort dadurch zu erhöhen, dass beim Erkennen eines bevorstehenden Einstiegs- oder Ausstiegsvorgang durch den Fahrer das Pedal 110 in die zweite Endposition bewegt wird, das heißt in eine weit durchgetretene Position, um den Fußraum für Fahrer zu maximieren, damit der Einstiegs- oder Ausstiegsvorgang erleichtert werden kann. Gleichzeitig kann es beim Auswählen eines autonomen Fahrbetriebs des Fahrzeugs von Vorteil sein, das Pedal 110 weitestmöglich aus dem Fußraum des Fahrzeugs wegzufahren, beispielsweise in die vorbestimmte zweite Endposition, damit auch hier wiederum dem Fahrer ein größtmöglicher Komfort durch Maximierung des Fußraums bereitgestellt werden kann. Zudem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass beim Erkennen einer bevorstehenden Kollision mit einem anderen Fahrzeug das Pedal 100 in die vorbestimmte zweite Endposition bewegt wird, um das Risiko von Verletzungen für den Fahrer durch das Pedal 100 zu reduzieren.According to the invention, driving comfort is further enhanced by moving the pedal 110 to its second end position when the driver detects an impending entry or exit maneuver. This involves moving the pedal 110 to a fully depressed position to maximize foot space for the driver and thus facilitate entry or exit. Simultaneously, when selecting autonomous driving mode, it can be advantageous to move the pedal 110 as far away from the vehicle's footwell as possible, for example, to the predetermined second end position, so that the driver is again provided with maximum comfort by maximizing foot space. Furthermore, the invention provides that when an impending collision with another vehicle is detected, the pedal 100 is moved to its predetermined second end position to reduce the risk of injury to the driver from the pedal 100.

Gleichzeitig kann es erfindungsgemäß sein, beim Erkennen einer bevorstehenden Kollision mit einem anderen Fahrzeug den Betätigungsbereich zu verkleinern und/oder in Richtung der vorbestimmten ersten Endposition, d. h. näher zum Fahrer des Fahrzeugs hin, zu verschieben, damit ein virtuelles Vorspannen des Pedals 110 erfolgt, was dazu führen kann, dass bereits eine geringfügige Betätigung des Pedals 110 zu einer erhöhten Bremsleistung führt. Ebenfalls kann die Einstellung des Pedalgefühls und des Betätigungsbereichs des Pedals bei einem Elektro-Fahrzeug in Abhängigkeit des Rekuperationspotentials bzw. des Ladezustands der Batterie des Fahrzeugs erfolgen.Simultaneously, according to the invention, upon detection of an impending collision with another vehicle, the pedal's operating range can be reduced and/or shifted towards the predetermined first end position, i.e., closer to the driver of the vehicle, thus virtually pre-tensioning the pedal 110. This can result in even slight actuation of the pedal 110 leading to increased braking performance. Furthermore, in an electric vehicle, the adjustment of the pedal feel and operating range can be made depending on the recuperation potential or the state of charge of the vehicle's battery.

Zudem ist es möglich, das Pedalgefühl und den Betätigungsbereich über eine Fernkommunikation, beispielsweise über eine Verbindung mit einer Cloud oder über sogenannte Over-the-Air-Kommunikation, einzustellen. Zum Beispiel kann der Fahrer über eine auf seinem Smartphone verfügbare App die Einstellung des Pedals 110 vornehmen. Zusätzlich kann beispielsweise ein Automobilhersteller das Pedalgefühl und den Betätigungsbereich des Pedals seiner Fahrzeugflotte gezielt anpassen, um somit ein Wiedererkennungsmerkmal zu erzeugen. Ferner ist es dadurch ermöglicht, das Pedalgefühl und den Betätigungsbereich des Pedals in Abhängigkeit des geographischen Orts, an dem sich das Fahrzeug derzeit bewegt, anzupassen.Furthermore, it is possible to adjust the pedal feel and range of action remotely, for example, via a cloud connection or over-the-air communication. For instance, the driver can adjust the pedal settings using an app on their smartphone. Additionally, an automaker can specifically tailor the pedal feel and range of action across their fleet to create a consistent brand identity. This also allows the pedal feel and range to be adjusted based on the vehicle's current location.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2017 114 048 A1 [0003]
CN 114 148 306 B [0003]
CN 114 771 537 A [0003]
US 2024 / 0 034 148 A1 [0003]
WO 2003 / 039 899 A2 [0003]

Claims

A method for operating a pedal (110) of an electric pedal assembly (100) for a vehicle, wherein the electric pedal assembly (100) comprises the pedal (110), which is pivotably mounted on the vehicle between a predetermined first end position and a predetermined second end position and is configured to be actuated by the foot of a driver of the vehicle, and a pedal actuation unit (120) operatively connected to the pedal (110), which is configured to set a pivot range of the pedal (110) between the predetermined first end position and the predetermined second end position and to control the movement of the pedal (110) within the pivot range to convey a predetermined pedal feel to the driver, wherein the method comprises: - Receiving a driver request signal that is representative of a pivot range of the pedal (110) requested by the driver and is representative of a pedal feel requested by the driver, wherein the pivot range of the pedal (110) constitutes an actuation range of the pedal (110). between the predetermined first end position and the predetermined second end position, - Generating a target pedal setting signal at least partially based on the received driver request signal, and - Sending the target pedal setting signal to the pedal actuation unit (120), which causes the pedal actuation unit (120) to adjust the desired pivot range of the pedal (110) based on the generated target pedal setting signal and to convey the desired pedal feel to the driver based on the generated target pedal setting signal by controlling the movement of the pedal (110).

Procedure according to Claim 1 , wherein generating the pedal setting signal includes: - determining a target pedal force pedal position characteristic curve based on the received driver request signal, wherein the pedal actuation unit (120) is configured to control the movement of the pedal (110) according to the determined target pedal force pedal position characteristic curve.

Procedure according to Claim 2 , wherein the pedal (110) has a pedal force sensor (114) configured to generate a pedal force signal representative of a force applied externally to the pedal (110), wherein the pedal assembly (100) has a pedal position sensor (130) configured to generate a pedal position signal representative of the actual position of the pedal (110) between the predetermined first end position and the predetermined second end position, wherein the method further comprises: - receiving a pedal force signal from the pedal force sensor (114), - receiving a pedal position signal from the pedal position sensor (130), - determining an actual pedal force-pedal position characteristic curve at least partially based on the received pedal force signal and at least partially based on the received pedal position signal, - sending an actual pedal setting signal to the pedal actuation unit, which causes the pedal actuation unit (120) to The actual pedal force-pedal position characteristic curve essentially corresponds to the target pedal force-pedal position characteristic curve.

Procedure according to Claim 3 , furthermore with: - Determining a desired damping of the pedal movement based on the received pedal force signal and/or pedal position signal, and - Sending a damping signal to the pedal actuation unit (120), which causes the pedal actuation unit (120) to dampen the pedal movement according to the determined damping.

A method according to any of the preceding claims, further comprising: - Determining a driving mode of the vehicle at least partially based on the received driver request signal, wherein the desired pedal feel depends on the determined driving mode.

Method according to one of the preceding claims, wherein the target pedal setting signal is representative of a desired pivot range of the pedal (110) which is between approximately 20% and approximately 50% of the maximum pivot range of the pedal (110), wherein the maximum pivot range of the pedal (110) is limited by the predetermined first end position and the predetermined second end position.

A method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined first end position of the pedal (110) faces a driver's seat of the vehicle and the predetermined second end position of the pedal (110) faces away from the driver's seat of the vehicle, the method further comprising: - determining a first height of the driver at least partially based on the received driver request signal, wherein the target pedal setting signal sent to the pedal actuation unit (120) causes the pedal actuation unit (120) to set a first pivot range of the pedal (110) when the first height of the driver has been determined, or - determining a second height of the driver, which is greater than the first height of the driver, at least partially based on the received driver request signal, wherein the target pedal setting signal sent to the pedal actuation unit (120) causes the pedal actuation unit (120) to set a second pivot range of the pedal (110) when the second height has been determined, the first pivot range being closer to the predetermined first end position than the second pivot range.

Method according to any of the preceding claims, further comprising: - Determining a deactivated state of the pedal (110) at least partially based on the received driver request signal, wherein the target pedal setting signal sent to the pedal actuation unit (120) causes the pedal actuation unit (120) to move the pedal (110) to the predetermined second end position, which is away from a driver's seat of the vehicle, when a deactivated state of the pedal (110) has been determined.

Procedure according to Claim 8 , wherein a deactivated state of the pedal (110) is determined when a driver entry into or exit from the vehicle is imminent.

Procedure according to Claim 8 , whereby a deactivated state of the pedal (110) is determined when the vehicle is at least partially in an autonomous operating mode.

Control device (160) configured to perform the steps of the method according to one of the preceding claims.

Control device (160) according to Claim 11 , comprising: - a first control device section (162) for performing the step of receiving a driver request signal, - a second control device section (164) for performing the step of generating a target pedal setting signal, and - a third control device section (166) for performing the step of sending the target pedal setting signal to the pedal actuation unit (120).

Pedal arrangement (100) for a vehicle, comprising: - a pedal (110) pivotably mounted on the vehicle between a predetermined first end position and a predetermined second end position, designed to be actuated by the foot of a driver of the vehicle, - a pedal actuation unit (120) operatively connected to the pedal (110), designed to adjust the position of the pedal (110) between the predetermined first end position and the predetermined second end position, and - a control device (160) according to one of the claims Claim 11 and 12 .

Vehicle with a pedal arrangement according to Claim 13 .

A computer program comprising instructions which, when executed by a computing unit, cause the computing unit to perform a procedure according to one of the Claims 1 until 10 to execute.

Computer-readable medium on which the computer program is stored. Claim 15 is stored.