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Die Erfindung betrifft eine Pedalgefühlsimulationsvorrichtung für ein Fahrzeug. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Simulation eines Pedalgefühls eines Fahrers.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein Pedalgefühl eines Fahrers während dessen Betätigung seines Bremspedals mittels einer Aktoreinrichtung, wie beispielsweise einem elektromechanischen Bremskraftverstärker, zu beeinflussen, indem mittels der Aktoreinrichtung eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erleichternde Aktorkraft (direkt oder indirekt) auf das Bremspedal ausgeübt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Pedalgefühlsimulationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Simulation eines Pedalgefühls eines Fahrers mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zur Beeinflussung eines Bremsverhaltens eines Fahrers, indem der Fahrer während einer Betätigung seines Bremspedals mittels des haptischen Signals darauf aufmerksam gemacht wird, wenn das von ihm angeforderte Bremsmoment zum Verlangsamen/Abbremsen seines Fahrzeugs den Schubbetrieb des Fahrzeugs unterbricht oder nicht mehr (zumindest mit einem vorgegebenen Mindestanteil) mittels eines generatorischen Betriebs eines generatorisch-einsetzbaren Elektromotors seines Fahrzeugs ausführbar ist. Fahrer von Verbrennerfahrzeugen können mittels der vorliegenden Erfindung dazu „erzogen/trainiert“ werden, vorzugsweise so niedrige Bremsmomente anzufordern, dass der Schubbetrieb vergleichsweise selten unterbrochen werden muss. Entsprechend können Fahrer von Elektro- und Hybridfahrzeugen dazu „erzogen/trainiert“ werden, in der Regel nur Bremsmomente, welche (zumindest mit dem vorgegebenen Mindestanteil) mittels ihres generatorisch-betreibbaren Elektromotors zur Umwandlung von kinetischer Energie ihres Fahrzeugs in speicherbare elektrische Energie nutzbar sind, anzufordern. In beiden Fällen können die Fahrer somit dazu „erzogen/trainiert“ werden, ihr Bremsverhalten im Hinblick auf einen Kraftstoff- oder Energieverbrauch ihres Fahrzeugs zu optimieren. Die vorliegende Erfindung trägt damit zur Reduzierung eines Energieverbrauchs von Fahrern und/oder zur Verringerung einer Schadstoffemission ihrer Fahrzeuge bei.
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Herkömmlicherweise ist ein Fahrzeug bereits häufig mit einer Aktoreinrichtung ausgestattet, mittels welcher eine Pedalcharakteristik seines Bremspedals beeinflussbar ist. Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung müssen deshalb in der Regel keine zusätzlichen Hardware-Bauteile an einem Fahrzeug verbaut werden. Stattdessen kann bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung oft die bereits am Fahrzeug vorliegende Aktoreinrichtung genutzt werden. Die vorliegende Erfindung trägt somit auch zur Steigerung einer Multifunktionalität von Aktoreinrichtungen zum Bewirken eines gewünschten/vorteilhaften Pedalgefühls bei. Außerdem ist es ausreichend, wenn eine kostengünstige und wenig Bauraum benötigende Elektronik (als Steuervorrichtung) bei der Ansteuerung der Aktoreinrichtung zur Ausführung der vorliegenden Erfindung hergenommen wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pedalgefühlsimulationsvorrichtung ist die Steuervorrichtung dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information die Aktoreinrichtung während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass mittels der angesteuerten Aktoreinrichtung ein sich bis zu einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment erstreckender angepasster Jump-In-Bereich als Teil einer Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation des Bremspedals ausbildbar ist, indem zumindest zeitweise eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erleichternde Unterstützungskraft als Aktorkraft auf das Bremspedal ausgeübt wird. Durch das erfindungsgemäße Schaffen/Verlängern des Jump-In-Bereichs bis zu dem aktuellen Grenz-Bremsmoment passt der Fahrer sein Bremsverhalten automatisch so an, dass der Schubbetrieb des Fahrzeugs vergleichsweise selten unterbrochen werden muss oder das von ihm angeforderte Bremsmoment mit einer relativ hohen Wahrscheinlichkeit zum generatorischen Betrieb seines generatorisch-einsetzbaren Elektromotors nutzbar ist.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information die Aktoreinrichtung während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erschwerende Gegenkraft als Aktorkraft auf das Bremspedal ausübbar ist. Auf diese Weise ist beispielsweise ein kurzer Kraftanstieg/Kraftstoß als haptische/subjektive Rückmeldung an den Fahrer ausgebbar, durch welche der Fahrer dazu gebracht wird, ein Unterbrechen des Schubbetriebs seines Fahrzeugs erfordernde Bremsmomente oder Bremsmomente mit einem relativ niedrigen/keinen Rekuperationspotential zu vermeiden. Der Fahrer fordert damit ein Unterbrechen des Schubbetriebs seines Fahrzeugs erfordernde Bremsmomente oder Bremsmomente mit einem relativ niedrigen/keinem Rekuperationspotential nur dann an, wenn eine aktuelle Verkehrssituation sie notwendig macht, wie beispielsweise in einer Notbremssituation.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch gewährleistet, wenn die Steuervorrichtung dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information die Aktoreinrichtung während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass das Bremspedal bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment mittels der Aktorkraft in Vibrationen versetzbar ist. Auch durch ein Vibrieren/Zittern seines Bremspedals bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment kann ein Bremsverhalten des Fahrers bezüglich eines Kraftstoff-/Energieverbrauchs seines Fahrzeugs optimiert werden.
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Ebenso kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information die Aktoreinrichtung während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass zwischen einer Anforderung eines vorgegebenen Anfangs-Bremsmoments kleiner als dem aktuellen Grenz-Bremsmoment und einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erschwerende Gegenkraft als Aktorkraft auf das Bremspedal ausübbar ist. Beispielsweise kann der Fahrer durch eine starke Zunahme der von ihm aufzubringenden Fahrerbremskraft zwischen der Anforderung des Anfangs-Bremsmoments und der Anforderung des aktuellen Grenz-Bremsmoments darüber informiert werden, dass eine weitere Bremsmomentsteigerung unvorteilhaft ist.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen Pedalgefühlsimulationsvorrichtung gewährleistet.
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Auch ein Ausführen des korrespondierenden Verfahrens zur Simulation eines Pedalgefühls eines Fahrers schafft die oben beschriebenen Vorteile. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der Pedalgefühlsimulationsvorrichtung weiter bildbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1a und 1b ein Flussdiagramm und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zur Simulation eines Pedalgefühls eines Fahrers; und
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2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Pedalgefühlsimulationsvorrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1a und 1b zeigen ein Flussdiagramm und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zur Simulation eines Pedalgefühls eines Fahrers.
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Das im Weiteren beschriebene Verfahren ist bei einer Vielzahl verschiedener Fahrzeugtypen/Kraftfahrzeugtypen ausführbar. Eine Grundvoraussetzung zur Ausführbarkeit des im Weiteren beschriebenen Verfahrens ist lediglich eine Ausstattung des jeweiligen Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs mit einem Bremspedal oder einem entsprechenden Bremsanforderungelement, mittels dessen Betätigung der Fahrer ein auf mindestens ein Rad und/oder mindestens eine Achse seines Fahrzeugs auszuübendes Bremsmoment anfordert. (Unter dem „Bremspedal“ kann somit auch ein Bremsanforderungelement/Bremsbetätigungselement ohne eine „Pedalform“ verstanden werden.) Das jeweils angeforderte Bremsmoment wird anschließend mittels mindestens einer Bremssystemkomponente des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, z.B. mittels mindestens einer Reibbremse (insbesondere mittels eines hydraulischen Radbremszylinders) und/oder mittels eines generatorischen Betriebs eines generatorisch-betreibbaren Elektromotors, auf das mindestens eine Rad und/oder die mindestens eine Achse bewirkt. Dabei können auch unterschiedliche Bremsmomente auf verschiedene Räder/Achsen gleichzeitig bewirkt werden.
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Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt S1 auf, in welchem als Information ermittelt wird, ab welchem von dem Fahrer durch Betätigen seines Bremspedals (bzw. seines Bremsanforderungelements) angeforderten Bremsmoment (d.h. ab welcher Höhe des angeforderten Bremsmoments) ein Schubbetrieb des Fahrzeugs unterbrochen wird oder das angeforderte Bremsmoment nicht mehr zumindest mit einem vorgegebenen Mindestanteil mittels eines generatorischen Betriebs eines generatorisch-betreibbaren Elektromotors des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs ausführbar ist. Das jeweilige Bremsmoment, ab welchem der Schubbetrieb unterbrochen wird oder welches nicht mehr zumindest mit dem vorgegebenen Mindestanteil mittels des generatorisch-betreibbaren Elektromotors ausführbar ist, wird im Weiteren als aktuelles Grenz-Bremsmoment bezeichnet.
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Beispielsweise wird in dem Verfahrensschritt S1 eine Information bezüglich des aktuellen Grenz-Bremsmoments ermittelt, ab welchem der Schubbetrieb des Fahrzeugs unterbrochen wird. Unter dem Schubbetrieb wird bei einem Kraftstoffbetriebenen Fahrzeug/Kraftfahrzeug der Fahrzustand bezeichnet, in dem ein Motor des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs in Drehbewegung gehalten wird. Der Schubbetrieb kann auch als ein Motorschubbetrieb, ein Schiebebetrieb oder ein Motorschiebebetrieb bezeichnet werden. Bei einem Unterbrechen des Schubbetriebs wird (durch eine sogenannte Schubabschaltung) eine Kraftstoffzufuhr an den Motor unterbrochen, weshalb durch (nahezu) jedes Unterbrechen des Schubbetriebs während einer Fahrt ein anfallenden Kraftstoffverbrauch und eine freigesetzte Schadstoffemission gesteigert werden.
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Eine Höhe des aktuellen Grenz-Bremsmoments, ab welchem der Schubbetrieb des Fahrzeugs unterbrochen wird, variiert häufig zwischen einzelnen Bremsungen. Das maximale angeforderte Bremsmoment, welches gerade noch im Schubbetrieb bewirkbar ist, wird manchmal auch als maximales Schubmoment oder als maximales Motorschubmoment bezeichnet. Ein Bremsmomentbereich, innerhalb welchem der Schubbetrieb/Motorschubbetrieb des Fahrzeugs trotz der Bremsanforderung des Fahrers unterbrechungsfrei fortsetzbar ist, kann als ein Schubbereich oder als ein Motorschubbereich bezeichnet werden. Der Schubbereich oder Motorschubbereich umfasst somit die Bremsmomente kleiner als das aktuelle Grenz-Bremsmoment.
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Wird das hier beschriebene Verfahren an einem zum rekuperativen Bremsen ausgelegten Fahrzeug/Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Elektro- oder einem Hybridfahrzeug, ausgeführt, so wird vorzugsweise als Verfahrensschritt S1 eine Information bezüglich des aktuellen Grenz-Bremsmoments ermittelt, welches nicht mehr zumindest mit dem vorgegebenen Mindestanteil mittels eines generatorischen Betriebs von dessen Elektromotor bewirkbar ist (während Bremsmomente kleiner als das aktuelle Grenz-Bremsmoment noch zumindest mit dem vorgegebenen Mindestanteil mittels des Elektromotors ausführbar sind). Als rekuperatives Bremsen wird ein Vorgang bezeichnet, bei welchem das Fahrzeug/Kraftfahrzeug mittels des generatorischen Betriebs des Elektromotors verlangsamt/abgebremst wird. Mittels des generatorischen Betriebs des Elektromotors kann kinetische Energie des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs in speicherbare elektrische Energie umgewandelt werden. Mittels des rekuperativen Bremsens kann somit elektrische Energie gewonnen werden, welche zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise zum Beschleunigen des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, nutzbar ist.
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Allerdings ist ein mittels des generatorischen Betriebs des Elektromotors maximal bewirkbares Bremsmoment in der Regel begrenzt, weshalb vor allen bei starken Bremsungen häufig mindestens eine Reibbremse (wie z.B. mindestens ein hydraulischer Radbremszylinder) anstelle oder zusätzlich zu dem Elektromotor benötigt wird. Zusätzlich variiert das mittels des generatorischen Betriebs des Elektromotors maximal bewirkbare Bremsmoment aufgrund verschiedener Faktoren, wie beispielsweise einem Ladezustand einer mittels des rekuperativen Bremsens aufladbarer Batterie und einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das mittels des generatorischen Betriebs des Elektromotors maximal bewirkbare Bremsmoment wird manchmal auch als ein maximales Rekuperationsmoment oder als ein aktuelles Rekuperationspotential umschrieben. Ein Bremsmomentbereich, innerhalb welchem das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment noch zumindest mit dem vorgegebenen Mindestanteil mittels des generatorischen Betriebs des generatorisch einsetzbaren Elektromotors bewirkbar ist, kann als ein Rekuperationsbereich bezeichnet werden. (Der Rekuperationsbereich umfasst somit die Bremsmomente kleiner als das aktuelle Grenz-Bremsmoment.) Der vorgegebene Mindestanteil kann beispielsweise bei 100 % liegen. Ebenso kann jedoch auch ein Mindestanteil kleiner als 100 %, z.B. ein Mindestanteil von mindestens 90 %, speziell ein Mindestanteil von mindestens 75 %, insbesondere ein Mindestanteil von mindestens 50 %, vorgegeben sein. Die hier beschriebenen Prozentwerte sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
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Als Information kann in dem Verfahrensschritt S1 das aktuelle Grenz-Bremsmoment (direkt) ermittelt werden. Ebenso können in dem Verfahrensschritt S1 jedoch auch das maximale Schubmoment, das maximale Rekuperationsmoment, das aktuelle Rekuperationspotential, das maximale Motorschubmoment, der Schubbereich, der Motorschubbereich und/oder der Rekuperationsbereich als Information ermittelt werden. Des Weiteren kann auch eine entsprechende andere Größe in dem Verfahrensschritt S1 als Information ermittelt werden.
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Der Verfahrensschritt S1 kann vor und/oder während einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer zur Anforderung des auf das mindestens eine Rad und/oder die mindestens eine Achse seines Fahrzeugs auszuübenden Bremsmoments ausgeführt werden. Insbesondere kann der Verfahrensschritt S1 in periodischen Abstanden fortlaufend wiederholt werden.
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Das Verfahren weist auch einen Verfahrensschritt S2 auf, welcher während einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer ausgeführt wird. In dem Verfahrensschritt S2 wird eine Aktoreinrichtung unter Berücksichtigung der ermittelten Information derart betrieben, dass mittels der Aktoreinrichtung bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine für den Fahrer als haptisches Signal spürbare Aktorkraft auf das Bremspedal ausgeübt wird. Der Fahrer spürt somit immer dann, wenn das von ihm angeforderte Bremsmoment für einen unterbrechungsfreien Schubbetrieb oder für ein energiegewinnendes rekuperatives Bremsen zu hoch wird, eine haptische/subjektive Rückmeldung. Der Fahrer interpretiert diese Rückmeldung intuitiv als eine Mitteilung, dass die von ihm angeforderte Bremsstärke unvorteilhaft ist. Deshalb wird der Fahrer nur in einer Verkehrssituation, welche ein starkes/schnelles Bremsen/Verlangsamen seines Fahrzeugs notwendig macht, ein Bremsmoment gleich oder über dem aktuellen Grenz-Bremsmoment anfordern. Zusätzlich passt der Fahrer im Laufe mehrerer Bremsungen sein Bremsverhalten derart an, dass er in der Regel eher niedrige Bremsmomente anfordert.
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Das hier beschriebene Verfahren führt somit zu einer Optimierung des Bremsverhaltens des Fahrers in Bezug auf einen Kraftstoff-/Energieverbrauch seines Fahrzeugs oder auf dessen Schadstoffemission während einer Fahrt. Die vorliegende Erfindung trägt deshalb zur Einsparung von Kraftstoff/Energie und/oder zur Reduzierung einer Schadstoffemission an Fahrzeugen bei.
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In dem Koordinatensystem der 1b gibt eine Abszisse einen Pedalweg s (in Millimeter) wieder, um welchen der Fahrer während seiner Betätigung des Bremspedals dieses aus einer (kraftlosen/unbetätigten) Ausgangsstellung verstellt. Der Pedalweg s entspricht dem von dem Fahrer angeforderten Bremsmoment (gemäß einer an einem Bremssystem baulich ausgebildeten und/oder vorprogrammierten Pedalweg-Bremsmoment-Charakteristik). Mittels einer Ordinate des Koordinatensystems der 1b ist eine Fahrerbremskraft/Pedalkraft F dargestellt, welche der Fahrer zum Bewirken des jeweiligen Pedalwegs s leisten muss.
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Dargestellt ist in dem Koordinatensystem der 1b auch ein Bereich A, welcher wahlweise den in dem Verfahrensschritt S1 ermittelten Schubbereich A oder den in dem Verfahrensschritt S1 ermittelten Rekuperationsbereich A wiedergibt.
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In das Koordinatensystem der 1b sind zusätzlich Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relationen R1 bis R3 eingezeichnet, welche mittels unterschiedlicher Ausführungsbeispiele des hier beschriebenen Verfahrens bewirkbar sind. Die Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relationen R1 bis R3 legen das Pedalgefühl des Fahrers beim Betätigen des Bremspedals fest.
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Bei allen hier wiedergegebenen Ausführungsbeispielen bremst der Fahrer bei einem Betätigen seines Bremspedals zuerst in einen baulich/mechanisch vorgegebenen Jump-In-Bereich B ein. Unter dem Jump-In-Bereich B ist ein Teilbereich eines Verstellwegs des Bremspedals aus dessen (kraftloser/unbetätigter) Ausgangsstellung zu verstehen, in welchen der Fahrer (häufig nach einem überwinden eines vorgegebenen Leerwegs) einbremst, wobei der Fahrer innerhalb des Jump-In-Bereichs B nur eine relativ geringe Fahrerbremskraft F zum Verstellen des Bremspedals aufbringen muss. Die zum Verstellen des Bremspedals zu leistende Fahrerbremskraft F kann insbesondere innerhalb des baulich vorgegebenen Jump-In-Bereichs B (nahezu) konstant sein.
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In den Ausführungsbeispielen der 1b ist das jeweilige Bremssystem mit einem baulich vorgegebenen Jump-In-Bereich B bis zu einem Grenz-Pedalweg s0 von etwa 25 mm ausgebildet. Häufig entspricht dies einer angeforderten Fahrzeugverzögerung von etwa 2 m/s2. Der baulich vorgegebene Jump-In-Bereich B ist meistens kürzer als der Schubbereich A oder der Rekuperationsbereich A.
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Vor allem an Hybridfahrzeugen wird die Ausbildung eines baulich vorgegebenen Jump-In-Bereichs B bevorzugt, da der Fahrer bei einer Anforderung eines Bremsmoments innerhalb des baulich vorgegebenen Jump-In-Bereichs B noch nicht in den Hauptbremszylinder und den mindestens einen daran angebundenen hydraulischen Radbremszylinder seines Fahrzeugs einbremst und somit das von ihm angeforderte Bremsmoment auf einfache Weise mittels des generatorisch-einsetzbaren Elektromotors bewirkbar ist. Man spricht dabei häufig auch von einem „Bremsen rein über einen E-Antrieb“.
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Die Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation R1 gibt ein erstes Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen Verfahrens wieder, bei welchem die Aktoreinrichtung während der Betätigung des Bremspedals unter Berücksichtigung der ermittelten Information derart betrieben wird, dass ein sich bis zu einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment erstreckender angepasster Jump-In-Bereich B1 als Teil der Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation R1 des Bremspedals ausgebildet/realisiert wird. Der angepasste Jump-In-Bereich B1 kann auch als ein auf den Schubbereich/Rekuperationsbereich A „verlängerter“ Jump-In-Bereich B1 bezeichnet werden. Dies geschieht beispielsweise, indem zumindest zeitweise eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erleichternde Unterstützungskraft Fa1 als Aktorkraft Fa1 auf das Bremspedal ausgeübt wird. Insbesondere nach einem Überschreiten des baulich vorgegebenen Jump-In-Bereichs B kann die Unterstützungskraft Fa1 so auf das Bremspedal ausgeübt werden, dass der Fahrer das Überschreiten des mechanisch vorgegebenen Jump-In-Bereichs B noch nicht spürt. Erst ab einem Überschreiten des auf den Schubbereich/Rekuperationsbereich A „verlängerten“ Jump-In-Bereichs B1 (bzw. ab einem angeforderten Bremsmoment von mindestens dem aktuellen Grenz-Bremsmoment) weist die Fahrerbremskraft F eine für den Fahrer wahrnehmbare Steigung auf. Der Fahrer wird auf diese Weise dazu angeregt, in Situationen, in welchen die aktuelle Verkehrssituation kein starkes Abbremsen seines Fahrzeugs erfordert, die Bremsanforderung zu reduzieren. Dies bewirkt, dass sich der Fahrer bewusst länger im Schubbereich/Rekuperationsbereich A aufhält.
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Mittels einer Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation R2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen Verfahrens dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation R2 innerhalb des Schubbereichs/Rekuperationsbereichs A, bzw. bis zu einem angeforderten Bremsmoment gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment, einer baulich vorgegebenen Pedalcharakteristik. Der mechanisch vorgegebene Jump-In-Bereich B wird somit unverändert in die Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation R2 übernommen. Die Aktoreinrichtung wird während der Betätigung des Bremspedals unter Berücksichtigung der ermittelten Information derart betrieben, dass bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erschwerende Gegenkraft Fa2 als Aktorkraft Fa2 auf das Bremspedal ausgeübt wird. Der Fahrer spürt somit beim Verlassen des Schubbereichs/Rekuperationsbereichs A eine Hemmschwelle und optimiert sein Bremsverhalten automatisch bezüglich der aktuellen Verkehrssituation und dem Kraftstoff-/Energieverbrauch seines Fahrzeugs. Anstelle der Hemmschwelle kann die Aktoreinrichtung auch derart betrieben werden, dass das Bremspedal bei der Anforderung des auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment mittels der Aktorkraft kurzzeitig in Vibrationen/Zittern versetzt wird. Auch dies schafft die beschriebenen Vorteile.
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Eine Hemmschwelle, wie sie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erreicht wird, kann auch nach Verlassen eines unter Berücksichtigung der ermittelten Information „verlängerten“ Jump-In-Bereichs B1 realisiert werden. Ebenso kann auch nach Verlassen eines unter Berücksichtigung des aktuellen Grenz-Bremsmoments „verlängerten“ Jump-In-Bereichs B1 die Aktoreinrichtung so betrieben werden, dass das Bremspedal bei der Anforderung des auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment mittels der Aktorkraft kurzzeitig in Vibrationen/Zittern versetzt wird.
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Des Weiteren gibt die Bremsweg-Fahrerbremskraft-Relation R3 ein drittes Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen Verfahrens wieder. In diesem Fall wird die Aktoreinrichtung während der Betätigung des Bremspedals unter Berücksichtigung der ermittelten Information derart betrieben, dass zwischen einer Anforderung eines vorgegebenen Anfangs-Bremsmoments kleiner als dem aktuellen Grenz-Bremsmoment und einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erschwerende Gegenkraft Fa3 als Aktorkraft Fa3 auf das Bremspedal ausgeübt wird. Beispielsweise spürt der Fahrer damit schon vor einem Verlassen des baulich vorgegebenen Jump-In-Bereichs B eine (starke) Steigerung der von ihm aufzubringenden Fahrerbremskraft F aufgrund der von der Aktoreinrichtung geleisteten Gegenkraft Fa3. Die Bremsweg-Fahrerbremskraft-Relation R3 weist somit einen „verkürzten“ Jump-In-Bereich B3 auf, welcher kürzer als der baulich vorgegebene Jump-In-Bereich B ist. Auch in einem derartigen Fall sieht der Fahrer von einer höheren Bremsanforderung in der Regel ab, sofern nicht die aktuelle Verkehrssituation eine starke Verzögerung seines Fahrzeugs erfordert.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Pedalgefühlsimulationsvorrichtung.
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Die in 2 schematisch dargestellte Pedalgefühlsimulationsvorrichtung ist in einer Vielzahl verschiedener Fahrzeugtypen/Kraftfahrzeugtypen einsetzbar. Es ist nicht notwendig, die Pedalgefühlsimulationsvorrichtung als eigene Vorrichtung des jeweils damit ausgestatteten Fahrzeugs auszubilden. Stattdessen kann die Pedalgefühlsimulationsvorrichtung auch in ein Bremssystem des jeweiligen Fahrzeugs integriert sein.
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Die Pedalgefühlsimulationsvorrichtung umfasst eine Aktoreinrichtung 10, welche während einer Betätigung eines Bremspedals durch einen Fahrer des Fahrzeugs zur Anforderung eines auf mindestens ein Rad und/oder mindestens eine Achse des Fahrzeugs auszuübenden Bremsmoments dazu ausgelegt ist, eine Aktorkraft auf das Bremspedal auszuüben. Je nach Auslegung der Aktoreinrichtung 10 kann die Aktorkraft eine dem Fahrer die Betätigung des Bremspedals kraftmäßig erleichternde Unterstützungskraft und/oder eine dem Fahrer die Betätigung des Bremspedals kraftmäßig erschwerende Gegenkraft sein. Die Aktoreinrichtung 10 kann beispielsweise ein Bremskraftverstärker, mindestens eine Pumpe und/oder mindestens eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung (z.B. mindestens ein Plunger) sein. Insbesondere kann die Aktoreinrichtung 10 ein elektromechanischer Bremskraftverstärker sein.
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Die Aktoreinrichtung 10 ist mittels einer Steuervorrichtung 12 der Pedalgefühlsimulationsvorrichtung ansteuerbar. Die Steuervorrichtung 12 kann als Pedalgefühlsimulationsvorrichtung-Steuervorrichtung (getrennt von einer Bremssystem-Steuervorrichtung) ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 12 jedoch in die Bremssystem-Steuervorrichtung integriert.
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Die Steuervorrichtung 12 ist dazu ausgelegt, eine Information 14 bezüglich eines aktuellen Grenz-Bremsmoments, ab welchem ein Schubbetrieb des Fahrzeugs unterbrochen wird oder das angeforderte Bremsmoment nicht mehr zumindest mit einem vorgegebenen Mindestanteil mittels eines generatorischen Betriebs eines generatorisch-einsetzbaren Elektromotors des Fahrzeugs ausführbar ist, zu ermitteln oder zu empfangen. In dem Beispiel der 2 empfängt die Steuervorrichtung 12 die Information 14 über einen Fahrzeugbus von einer zentralen Fahrzeugelektronik. Außerdem ist die Steuervorrichtung 12 dazu ausgelegt, die Aktoreinrichtung 10 unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information 14 (mittels mindestens eines Steuersignals 16) derart anzusteuern, dass mittels der angesteuerten Aktoreinrichtung 10 bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine für den Fahrer als haptisches Signal spürbare Aktorkraft auf das Bremspedal ausübbar ist.
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Als vorteilhafte Weiterbildung kann die Steuervorrichtung 12 auch dazu ausgelegt sein, mindestens eine Information 18 und/oder mindestens ein Signal (wie z.B. ein Steuersignal) auszugeben oder auszusenden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 12 dazu ausgelegt sein, einer (nicht dargestellten) Motorsteuerung des Fahrzeugs eine Information 18 zu senden, ob der Fahrer bei der Betätigung des Bremspedals das aktuelle Grenz-Bremsmoment überschritten/übertraten hat.
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Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 12 dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information 14 die Aktoreinrichtung 10 während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass mittels der angesteuerten Aktoreinrichtung 10 ein sich bis zu einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment erstreckender angepasster Jump-In-Bereich als Teil einer Pedalweg-Fahrerbremskraft-Relation des Bremspedals ausbildbar ist. Dazu kann mittels der angesteuerten Aktoreinrichtung 10 zumindest zeitweise eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erleichternde Unterstützungskraft als Aktorkraft auf das Bremspedal ausgeübt werden. Optionaler Weise kann das Bremspedal mittels der angesteuerten Aktoreinrichtung 10 zusätzlich bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment mittels der Aktorkraft in Vibrationen versetzbar sein/versetzt wird. Ebenso kann die Steuervorrichtung 12 auch dazu ausgelegt sein, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information 14 die Aktoreinrichtung 10 während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass bei einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erschwerende Gegenkraft als Aktorkraft auf das Bremspedal ausübbar ist/ausgeübt wird.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 12 dazu ausgelegt sein, unter Berücksichtigung der ermittelten oder empfangenen Information 14 die Aktoreinrichtung 10 während der Betätigung des Bremspedals derart anzusteuern, dass zwischen einer Anforderung eines vorgegebenen Anfangs-Bremsmoments kleiner als dem aktuellen Grenz-Bremsmoment und einer Anforderung eines auszuübenden Bremsmoments gleich dem aktuellen Grenz-Bremsmoment eine die Betätigung des Bremspedals für den Fahrer kraftmäßig erschwerende Gegenkraft als Aktorkraft auf das Bremspedal ausübbar ist/ausgeübt wird.
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Auch mittels der hier beschriebenen Pedalgefühlsimulationsvorrichtung kann das Pedalgefühl in Abhängigkeit von einem (aktuell) vorliegenden Schubmoment oder einem (aktuell) vorliegenden Rekuperationspotential vorteilhaft verändert werden. Der Fahrer erhält damit eine haptische/subjektive Rückmeldung bezüglich des aktuell vorliegenden Schubmoments/Rekuperationspotentials und kann sich deshalb bewusst länger im aktuellen Schubbereich/Rekuperationsbereich aufhalten. Insbesondere bei einem Vorliegen eines hohen Schubmoments oder eines hohen Rekuperationspotentials kann der Fahrer mittels eines daran angepassten Bremsverhaltens optimal reagieren.
