-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Betrieb einer Bremspedaleinheit eines Fahrzeugs, mit Rückmeldung an einen Bediener der Bremspedaleinheit. Die Erfindung betrifft ferner eine Bremspedaleinheit eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 zur Durchführung des Verfahrens.
-
Auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, den hydraulischen Druck einer Bremsanlage in indirekter Weise zu steuern, indem das Bremspedal mit einem Sensor oder mehreren Sensoren ausgestattet wird, deren detektierte Signale bei einer Betätigung des Bremspedals zur Steuerung der Bremsanlage verwendet werden.
-
Beispielsweise beschreibt die
US 8,326,505 B2 ein Steuerungssystem für ein elektromechanisches Bremssystem, das mit Betätigungsgliedern versehen ist, die zum Betätigen von Bremselementen zum Ausüben einer Bremswirkung ausgebildet sind. Das Steuerungssystem weist eine Steuerstufe zur Steuerung der Bremswirkung auf der Basis eines Bremsreferenzsignals auf. Die Steuerstufe umfasst einen modellbasierten, prädiktiven Steuerblock, insbesondere eines allgemein prädiktiven, selbst-adaptiven Steuerungstyps, der auf der Basis einer die Bremswirkung repräsentierenden Steuergröße arbeitet. Das Steuerungssystem weist ferner auf: eine Modell-Identifikationsstufe, die Parameter bestimmt, die eine Übertragungsfunktion des elektromechanischen Bremssystems identifizieren; und eine Regelstufe, die anhand des Wertes der Identifizierungsparameter einen optimalen Wert steuerungseigener Parameter des Steuerungssystems bestimmt. Eine vom Fahrer angeforderte Bremskraft wird durch vorgesehene Sensoren ermittelt, die z.B. den Winkel und die Bewegungsgeschwindigkeit des Bremspedals erfassen.
-
Ferner ist in der
US 5,230,549 A ein Kraftfahrzeug-Bremssystem mit bremskrafterzeugenden Vorrichtungen beschrieben, die mechanisch von einem Bremspedal getrennt und die steuerbar sind, um Bremskräfte auf Räder in Reaktion auf ein detektiertes Niederdrücken des Bremspedals auszuüben. Das Bremssystem weist einen Sensor zur Erfassung einer Verschiebung des Bremspedals und einen Sensor zur Erfassung einer auf das Bremspedal ausgeübten Kraft auf. Die bremskrafterzeugenden Vorrichtungen werden durch eine Steuerung auf der Grundlage der erfassten Verschiebung des Bremspedals und der erfassten Kraft, die auf das Bremspedal angewendet wird, gesteuert.
-
Die bei einer Betätigung des Bremspedals detektierten Signale können auch zur Verbesserung der Sicherheit verwendet werden.
-
Beispielsweise ist in der
DE 10 2014 211 008 A1 eine Sensorvorrichtung und ein Verfahren zum Ausführen oder Verstärken eines autonomen Bremsdruckaufbaus in einem Bremssystem mittels eines aktiven Bremskraftverstärkers beschrieben. Es sollen verlässliche Möglichkeiten zum frühzeitigen Erkennen einer Bremspedalblockierung während eines autonomen oder teilautonomen Bremsdruckaufbaus in mindestens einem Radbremszylinder eines Bremssystems geschaffen werden. Die Sensorvorrichtung für ein Bremssystem mit einem zum Ausführen oder Verstärken eines autonomen oder teilautonomen Bremsdruckaufbaus ausgelegten aktiven Bremskraftverstärker weist eine Elektronikeinrichtung auf, die zumindest während des mittels des aktiven Bremskraftverstärkers ausgeführten oder verstärkten autonomen oder teilautonomen Bremsdruckaufbaus dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung zumindest einer von der Sensorvorrichtung selbst festgelegten oder extern bereitgestellten Deformations-Größe bezüglich einer Deformation des aktiven Bremskraftverstärkers und/oder einer auf ein Bremspedal des Bremssystems ausgeübten und die Deformation bewirkenden Zugkraft mindestens ein Aktivierungssignal an eine Warnanzeigevorrichtung und/oder eine Warntonausgabevorrichtung und/oder mindestens ein Steuersignal an den aktiven Bremskraftverstärker auszugeben, um diesen zumindest für ein vorgegebenes erstes Zeitintervall in einen Sicherheitsmodus zu steuern oder zumindest für ein vorgegebenes zweites Zeitintervall zu unterbrechen.
-
Ferner ist in der
JP 5402897 B2 eine Vorrichtung zur Bestimmung einer fehlerhaften Bedienung des Gaspedals während einer beabsichtigten Betätigung des Bremspedals beschrieben. Ein druckempfindlicher Sensor ist oder mehrere druckempfindliche Sensoren sind an einer Unterseite eines Gaspedals in einem bremspedalnahen Bereich des Gaspedals vorgesehen. Wenn durch ein Abrutschen während der Betätigung des Bremspedals mittels des druckempfindlichen Sensors eine Druckkraft auf das Gaspedal detektiert wird, dann wird die Betätigung des Gaspedals durch eine Steuereinheit als fehlerhafter Betrieb bewertet. Dadurch kann die fehlerhafte Bedienung des Gaspedals bestimmt werden, bevor ein Arm des Gaspedals drehend bewegt wird.
-
Es ist ferner bekannt, mechanische Rückwirkungen auf ein Bremspedal eines Fahrzeugs auszuüben, um nachteilige Beeinflussungen des Pedalgefühls für einen Fahrer, beispielsweise bei einem regenerativen Bremsvorgang, zu vermeiden. Wenn das Pedalgefühl nicht der Erwartung des Fahrers entspricht, kann dies zu übermäßigem oder unzureichendem Bremsen führen, wodurch die Fahrsicherheit negativ beeinflusst wird.
-
Zum Beispiel wird in der
KR 101447467 B1 ein Pedalsimulator für eine aktive Bremsvorrichtung vorgeschlagen. Der Pedalsimulator ist in einem Hauptbremszylinder installiert und empfängt den Fluiddruck, der einer Pedalkraft eines Bedieners entspricht. Der Pedalsimulator dient dazu, dem Bediener zu ermöglichen, das Drücken des Pedals zu spüren. Der Pedalsimulator umfasst einen Simulatorblock, in dem eine Ölbohrung, die mit dem Hauptzylinder verbunden ist, an einem oberen Teil ausgebildet ist. Ferner ist innen eine Bohrung vorgesehen, die mit der Ölbohrung in Verbindung steht; ein verbundenes Dämpfungsgehäuse, das vorgesehen ist, um ein unteres Ende der Bohrung abzudichten; eine erste Reaktionskrafteinheit, die in der Bohrung vorgesehen ist, die durch das von dem Hauptbremszylinder eingeführte Öl unter Druck gesetzt wird und eine Reaktionskraft bereitstellt; und eine zweite Reaktionskrafteinheit, die von dem Dämpfungsgehäuse getragen und die zusammengedrückt wird, wenn die erste Reaktionskrafteinheit unter Druck gesetzt wird, und die Reaktionskraft liefert, wobei die zweite Reaktionskrafteinheit elastisch verformt wird, um das obere Ende des Dämpfungsgehäuses abzudecken.
-
Neben der Verwendung von klassischen Schaltern und/oder Drucksensoren ist es bekannt, verformungsweiche Drucksensoren in Verbindung mit Fahrzeugpedalen einzusetzen.
-
Beispielsweise beschreibt die
US 6,556,149 B1 Schalter und Joysticks mit einem nicht-elektrischen, deformierbaren Drucksensor. Schalter und Joysticks umfassen anwenderfreundliche Zwei- und Mehrstellungsschalter, inklusive einfacher Ein-/ Ausschalt- und veränderlicher Schalter wie etwa Dimmer. Die Schalter arbeiten nach dem Prinzip der Erfassung der Position eines benutzergreifbaren Schaltarms, von dem ein Teil auf einem druckempfindlichen Pad aufliegt. Das Pad ist ein deformierbares Material, das den Druck auf das Pad erkennt und lokalisiert, indem es in die Matrix des Pads eine Energiewelle, etwa in der Form von Licht, aussendet und deren Intensität detektiert. Da das Pad lokal komprimiert ist, nimmt die Intensität der Energiewelle im Bereich um die Kompression zu. Die Position eines Schaltarms kann somit erkannt und die Information an eine zentrale Verarbeitungseinheit zur Weiterverarbeitung übertragen werden.
-
Des Weiteren wird in der
US 6,556,149 B1 ein deformierbarer Drucksensor an einem Fahrzeugpedal, wie etwa einem Bremspedal, vorgeschlagen. Das Fahrzeugpedal ist auf der Benutzerkontaktfläche mit einem verformbaren Pad ausgestattet, das mit einem oder mehreren Emitter/Detektor-Paaren verbunden ist. Dabei erfolgt durch Druck des Fußes des Benutzers gegen das Pedal eine Kompression des Pads, und ein entsprechendes Proportionalsignal an die Steuereinheit wird übertragen.
-
Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet das Gebiet der Sensorik in Verbindung mit Pedalen von Fahrzeugen noch Raum für Verbesserungen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremspedal eines Fahrzeugs in Verbindung mit einer Sensorik und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Bremspedals bereitzustellen, das einen erhöhten Fahrkomfort und/oder eine erhöhte Fahrsicherheit ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ferner durch eine Bremspedaleinheit eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 7 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die abhängigen Unteransprüche.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Bremspedaleinheit eines Fahrzeugs, mit einer Rückmeldung an einen Bediener der Bremspedaleinheit, wird mit einer Bremspedaleinheit ausgeführt, die eine Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen Sensoren aufweist.
-
Das Verfahren ist durch zumindest folgende Schritte gekennzeichnet:
- - Erfassen von Ausgangssignalen der Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen Sensoren,
- - Bestimmen von zumindest einer Größe aus einer Position und einer Orientierung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement aus den erfassten Ausgangssignalen, und
- - Ausgeben eines die bestimmte Größe kennzeichnenden Rückmeldungssignals an einer dem Bediener zugänglichen Ausgabeeinheit.
-
Unter einem „Fahrzeug“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Kraftomnibus verstanden werden. Unter dem Begriff „Vielzahl“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere eine Anzahl von zumindest zwei verstanden werden. Im Allgemeinen ist der Bediener der Bremspedaleinheit auch der Fahrer des Fahrzeugs.
-
Die Rückmeldung an einen Bediener der Bremspedaleinheit ist durch das erzeugte Rückmeldungssignal gegeben. Durch die Rückmeldung an den Bediener der Bremspedaleinheit bzw. den Fahrer des Fahrzeugs kann eine sofortige Korrektur einer Position oder eine Orientierung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement ermöglicht werden. Als Folge der Korrektur können ein effektiverer Bremsvorgang, eine erhöhte Fahrsicherheit und ein erhöhter Fahrkomfort für den Fahrer des Fahrzeugs erreicht werden. Insbesondere kann durch Gewöhnung des Fahrers an die Korrekturen ein effektiverer Bremsvorgang erlernt und ein unzureichender Bremsvorgang im Falle einer erforderlichen Gefahrenbremsung vermieden werden.
-
Die Rückmeldungssignale können beispielsweise als akustisches und/oder optisches Signal ausgebildet sein.
-
In bevorzugten Ausführungsformen wird das Verfahren mit einer Bremspedaleinheit des Fahrzeugs ausgeführt, die
- - ein Bremspedal mit einer Bremspedalstange und einem mit der Bremspedalstange verbundenen Fußauflageelement, und
- - eine an dem Fußauflageelement angeordnete und durch eine Fußkraft des Bedieners elastisch verformbare Pedalauflage aufweist,
wobei die Sensoren der Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen Sensoren von der Pedalauflage abgedeckt, mit dem Fußauflageelement zumindest wirkverbunden und mit einer elektronischen Auswertungseinheit signaltechnisch verbindbar sind.
-
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass wirkverbundene Objekte derart miteinander verbunden sind, dass eine Übertragung einer Kraft und/oder eines Drehmoments zwischen den Objekten möglich ist. Die Übertragung kann dabei sowohl durch direkten Kontakt als auch mittelbar, durch ein Zwischenelement, erfolgen.
-
Das Verfahren beinhaltet dann zumindest folgende, zusätzliche Schritte:
- - Vergleichen der erfassten Ausgangssignale mit zumindest einer vorbestimmten Bedingung hinsichtlich einer örtlichen Verteilung von Druck oder Kraft auf dem Fußauflageelement,
- - Bestimmen der zumindest einen Größe aus einer Position und einer Orientierung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement, basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs, und
- - Erzeugen eines die bestimmte Größe kennzeichnenden Rückmeldungssignals.
-
Mit dem Verfahren können Position und/oder Orientierung des Bedienerfußes auf effektive Weise bestimmt und das Rückmeldungssignal zur Ausgabe bereitgestellt werden.
-
In bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren folgende, zusätzliche Schritte:
- - Bestimmen der zumindest einen Größe an zumindest zwei unterschiedlichen Zeitpunkten,
- - Ermittlung einer Differenz der zumindest einen, an den zumindest zwei unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmten Größe,
- - Erzeugen eines die Differenz der zumindest einen bestimmten Größe kennzeichnenden Rückmeldungssignals bei Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwertes für die Differenz, und
- - Ausgabe des Rückmeldungssignals an der dem Bediener zugänglichen Ausgabeeinheit.
-
Auf diese Weise kann der Bediener der Bremspedaleinheit auf eine Bewegung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement aufmerksam gemacht werden, wodurch einem potentiellen Abrutschen des Bedienerfußes von dem Fußauflageelement entgegengewirkt und dadurch die Fahrsicherheit zusätzlich erhöht werden kann.
-
Bevorzugt ist eine zeitliche Differenz zwischen den zumindest zwei unterschiedlichen Zeitpunkten kurz gegenüber einer Verweilzeit des Bedienerfußes auf dem Fußauflageelement während eines Bremsvorgangs.
-
Bevorzugt erfolgt der Schritt des Erfassens der Ausgangssignale der Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen Sensoren kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich, wodurch eine ausreichend aussagekräftige Verfolgung von Position und/oder Orientierung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement während eines Bremsvorganges erreicht werden kann. Unter dem Begriff „quasi-kontinuierlich“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere verstanden werden, dass die Zeitdauer eines typischen Bremsvorgangs um mindestens einen Faktor 20 größer ist als eine Abtastperiode bei der Erfassung der Ausgangssignale der Sensoren.
-
Bevorzugt ist eine Durchführung des Schrittes des Vergleichens der erfassten Ausgangssignale von einer Erfüllung zumindest einer Bedingung hinsichtlich einer Größe zumindest eines der erfassten Ausgangssignale abhängig. Dadurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass das Verfahren nur während eines Bremsvorgangs ausgeführt wird. Beispielsweise kann die Bedingung derart formuliert sein, dass eine vorbestimmte Anzahl der Sensoren mit ihrem Ausgangssignal einen vorbestimmten Schwellenwert für die Ausgangssignale überschreiten müssen.
-
In bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens beinhaltet der Schritt des Erzeugens eines die bestimmte Größe kennzeichnenden Ausgangssignals das Erzeugen einer Sprachinformation. Unter einer „Sprachinformation“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere ein sprachlicher Text verstanden werden, der von einer geeigneten Ausgabeeinheit als gesprochener Text und/oder in schriftlicher Form ausgegeben werden kann. Auf diese Weise kann eine Rückmeldung an den Bediener der Bremspedaleinheit bezüglich der Position und/oder der Orientierung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement und/oder eines potentiellen Abrutschens des Bedienerfußes vom Fußauflageelement in direkter und deutlicher Art erfolgen.
-
Bevorzugt beinhaltet der Schritt des Ausgebens des Rückmeldungssignals eine Ausgabe an ein Fahrerinformationssystem (FIS) oder Infotainmentsystem eines Fahrzeugs. Da Fahrerassistenzsysteme wie beispielsweise Bordcomputer in heutigen Fahrzeugen eine der Hauptinformationen für Fahrer von Fahrzeugen darstellen, kann dadurch mit hoher Wahrscheinlichkeit gewährleistet werden, dass eine Ausgabe des Rückmeldungssignals den Fahrer erreicht.
-
In einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Bremspedaleinheit eines Fahrzeugs, mit einer Rückmeldung an einen Bediener der Bremspedaleinheit, bereitgestellt. Die Bremspedaleinheit weist auf:
- - ein Bremspedal mit einer Bremspedalstange und einem mit der Bremspedalstange verbundenen Fußauflageelement,
- - eine Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen, an dem Fußauflageelement angeordneten Sensoren, die mit dem Fußauflageelement zumindest wirkverbunden sind, und
- - eine elektronische Auswerteeinheit, die mit der Vielzahl von Sensoren signaltechnisch verbunden ist.
-
Hierbei ist an dem Fußauflageelement eine durch eine Fußkraft eines Bedieners elastisch verformbare Pedalauflage angeordnet. Die Sensoren der Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen Sensoren sind von der Pedalauflage abgedeckt und die elektronische Auswerteeinheit ist zur automatischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen.
-
Unter dem Begriff „dazu vorgesehen“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere speziell dafür programmiert, ausgelegt oder angeordnet verstanden werden.
-
Die im Zusammenhang mit dem offenbarten Verfahren beschriebenen Vorteile sind in vollem Umfang auf die vorgeschlagene Bremspedaleinheit anwendbar.
-
Wenn die elektronische Auswerteeinheit der Bremspedaleinheit zumindest eine Prozessoreinheit und eine digitale Datenspeichereinheit umfasst, auf die die Prozessoreinheit datentechnischen Zugriff hat, kann eine automatische, flexible und zuverlässige Ausführung des Verfahrens ermöglicht werden.
-
Insbesondere können die Prozessoreinheit und/oder die digitale Datenspeichereinheit Teil eines Mikrocontrollers sein. Derartige Mikrocontroller sind heutzutage in vielen Variationen zu wirtschaftlichen Preisen kommerziell erhältlich. Die in dieser Anmeldung offenbarten vorbestimmten Schwellenwerte, erfassten Ausgangssignale und örtlichen Verteilungen von Druck oder Kraft bzw. diesbezügliche Bedingungen können vorteilhaft in der digitalen Datenspeichereinheit abgelegt sein, wodurch ein schneller Datenzugriff erreicht werden kann.
-
In bevorzugten Ausführungsformen der Bremspedaleinheit sind die Sensoren der Vielzahl von druck- oder kraftempfindlichen Sensoren an dem Fußauflageelement an Positionen von Gitterpunkten eines virtuellen, zweidimensionalen, gleichmäßigen, geometrischen Gitters angeordnet. Dabei überdeckt das Gitter einen überwiegenden Teil einer Oberfläche des Fußauflageelementes.
-
Unter dem Begriff „überwiegender Teil“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere einen Anteil von mehr als 50 % der Oberfläche, bevorzugt von mehr als 70 % der Oberfläche und, besonders bevorzugt, von mehr als 90 % der Oberfläche des Fußauflageelementes verstanden werden. Insbesondere soll der Begriff die Möglichkeit einschließen, dass die Oberfläche des Fußauflageelementes vollständig, d.h. zu 100 %, von dem virtuellen Gitter überdeckt ist.
-
Durch die vorgeschlagene Anordnung der Sensoren der Vielzahl von Sensoren kann eine effektive Bestimmung einer Position und/oder eine Orientierung des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement erreicht werden.
-
Unter einem „gleichmäßigen Gitter“ soll im Sinne der Erfindung ein Gitter verstanden werden, dass in jeder von zwei unabhängigen Richtungen einen gleichmäßigen Abstand zwischen zwei in der jeweiligen Richtung benachbarten Gitterpunkten aufweist. Die Abstände in den zwei unabhängigen Richtungen können gleich sein, sie können aber auch voneinander verschieden sein. Die zwei unabhängigen Richtungen können senkrecht zueinander angeordnet sein; sie können aber auch einen Winkel bilden, der von einem rechten Winkel abweicht.
-
Bevorzugt kann das virtuelle, zweidimensionale, gleichmäßige, geometrische Gitter im Falle einer gekrümmten Oberfläche des Fußauflageelementes in einer Richtung eine Krümmung aufweisen, wodurch das virtuelle Gitter besonders gut an die Oberfläche des gekrümmten Fußauflageelementes angepasst werden kann.
-
In bevorzugten Ausgestaltungsformen der Bremspedaleinheit weist die durch eine Fußkraft eines Bedieners elastisch verformbare Pedalauflage ein Kissen aus zumindest einem Elastomer auf. Dadurch kann während eines Bremsvorgangs durch die von der Fußkraft des Bedieners hervorgerufene Verformung der Pedalauflage eine gleichmäßigere, senkrecht auf das Fußauflageelement wirkende Flächenpressung erreicht werden.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Softwaremodul zur Steuerung einer automatischen Ausführung von Schritten des offenbarten Verfahrens vorgeschlagen.
-
Die durchzuführenden Verfahrensschritte sind in einen Programmcode des Softwaremoduls umgewandelt, wobei der Programmcode in einer digitalen Speichereinheit implementierbar und von einer Prozessoreinheit ausführbar ist. Vorzugsweise können die digitale Speichereinheit und/oder die Prozessoreinheit eine digitale Speichereinheit und/oder eine Prozessoreinheit der elektronischen Auswerteeinheit sein. Die Prozessoreinheit kann alternativ oder ergänzend eine separate Prozessoreinheit sein, die insbesondere dazu dient, zumindest einige der Verfahrensschritte auszuführen.
-
Das Softwaremodul kann eine robuste und zuverlässige automatische Ausführung des Verfahrens und flexible Änderungen von Verfahrensschritten sowie hinterlegten vorbestimmten Schwellenwerten, erfassten Ausgangssignalen und örtlichen Verteilungen von Druck oder Kraft bzw. diesbezüglichen Bedingungen ermöglichen.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bremspedaleinheit als Teil einer Bremsanlage eines Fahrzeugs,
- 2 Teile der Bremspedaleinheit gemäß der 1 in einer schematischen Ansicht aus der Richtung A-A,
- 3 ein Detail der Bremspedaleinheit gemäß der 1 in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht aus der Richtung B-B,
- 4 eine schematische Ansicht einer Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren der Bremspedaleinheit gemäß der 1 aus der Richtung C-C,
- 5 Auswirkungen einer Krafteinwirkung durch einen Bedienerfuß auf die elastisch verformbare Pedalauflage der Bremspedaleinheit gemäß der 1 in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht, und
- 6 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Batterie-Schutzvorrichtung gemäß der 1.
-
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
-
1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremspedaleinheit 10 als Teil einer Bremsanlage eines Fahrzeugs in einer schematischen Seitenansicht. Die Bremspedaleinheit 10 umfasst ein Bremspedal 12 mit einer gekröpften Bremspedalstange 14 und einem an dem gekröpften Ende mit der Bremspedalstange 14 fest verbundenen Fußauflageelement 16, das eine ebene Oberfläche aufweist.
-
Das Bremspedal 12 ist mittels einer unteren Gelenkverbindung 24 mit einem Bremskraftverstärker 50 der Bremsanlage in an sich bekannter Weise verbunden. Der Bremskraftverstärker 50 ist strömungstechnisch mit einem Hauptbremszylinder 52 und einem Ausgleichsbehälter 54 der Bremsanlage verbunden. Ein oberes Ende der Bremspedalstange 14 ist mittels einer oberen Gelenkverbindung 26 an der Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) angelenkt.
-
Wie am deutlichsten aus den 3 und 4 erkennbar ist, weist die Bremspedaleinheit 10 mit Rückmeldung an einen Bediener ferner eine Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren 42 auf, die direkt auf dem Fußauflageelement 16 angeordnet und auf diese Weise mit dem Fußauflageelement 16 wirkverbunden sind. Geeignete derartige druckempfindliche Sensoren 42, beispielsweise Foliensensoren, sind dem Fachmann bekannt und müssen daher an dieser Stelle nicht weiter beschrieben werden.
-
Weiterhin ist an dem Fußauflageelement 16 eine Pedalauflage 18 angeordnet (3), so dass die Sensoren 42 der Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren 42 von der Pedalauflage 18 vollständig abgedeckt sind. Die Pedalauflage 18 weist ein der Vielzahl von Sensoren 42 zugewandtes Kissen 20 auf, das aus einem Elastomer hergestellt ist. Eine der Vielzahl von Sensoren 42 abgewandte Oberfläche des Kissens 20 ist von einem separaten Elastomerbezug 22 abgedeckt. Das Kissen 20 ist durch eine typischerweise während eines Bremsvorgangs auftretende Fußkraft 30 (5) eines Bedieners elastisch verformbar.
-
In der 4 ist eine schematische Vorderansicht der Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren 42 der Bremspedaleinheit 10 wiedergegeben. Jeder Sensor 42 der Vielzahl von Sensoren 42 (stellvertretend ist nur einer der Sensoren dargestellt) ist an dem Fußauflageelement 16 an einer Position eines Gitterpunktes eines virtuellen, zweidimensionalen, gleichmäßigen, geometrischen Gitters 44 angeordnet, dass die ebene Oberfläche des Fußauflageelementes 16 vollständig überdeckt. In jeder von zwei senkrecht zueinander angeordneten Richtungen 46, 48 weist das virtuelle Gitter 44 einen gleichmäßigen Abstand zwischen zwei in der jeweiligen Richtung 46, 48 benachbarten Gitterpunkten auf.
-
5 zeigt das Fußauflageelement 16 mit der Pedalauflage 18, dem Kissen 20, dem Elastomerbezug 22 und der Vielzahl von Sensoren 42 in einem Zustand ohne einwirkende Fußkraft (Teilfigur A) sowie Auswirkungen (Teilfiguren B, C) von während eines Bremsvorgangs aus unterschiedlichen Richtungen auf die elastisch verformbare Pedalauflage 18 der Bremspedaleinheit 10 gemäß der 1 durch einen Bedienerfuß 28 einwirkenden Fußkräften 30 in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht. Deutlich erkennbar wird durch die verformbare Pedalauflage 18 eine gleichmäßigere, senkrecht auf das Fußauflageelement 16 wirkende Flächenpressung erreicht als bei einer starren Pedalauflage.
-
Mit Bezug auf die 1 umfasst die Bremspedaleinheit 10 des Weiteren eine elektronische Auswerteeinheit 32, die im Fahrzeug an einer geeigneten Stelle, beispielsweise unterhalb des Armaturenbretts, angeordnet ist. Die elektronische Auswerteeinheit 32 beinhaltet einen Mikroprozessor 34 mit einer Prozessoreinheit 36 und einer digitalen Datenspeichereinheit 38, auf die die Prozessoreinheit 36 datentechnischen Zugriff hat. Signalausgangsleitungen (nicht dargestellt) der Sensoren 42 der Vielzahl von Sensoren 42 sind mit Signaleingängen von Multiplexern 40 des Mikroprozessors 34 signaltechnisch verbunden. Die Multiplexer 40 sind dazu vorgesehen, Ausgangssignale der Sensoren 42 jeweils einem Digital-Analog-Wandler (DAC; nicht dargestellt) zur Vorbereitung auf eine anschließende, digitale Signalverarbeitung zuzuführen.
-
Nachfolgend wird eine mögliche erfindungsgemäße Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb der Bremspedaleinheit 10 mit Rückmeldung an den Fahrer eines Fahrzeugs gemäß der 1 beschrieben. Ein Flussdiagramm des Verfahrens ist in 6 dargestellt.
-
Die elektronische Auswertungseinheit 32 ist zur automatischen Ausführung des Verfahrens vorgesehen und beinhaltet zu diesem Zweck ein Softwaremodul zur automatischen Ausführung der Schritte des Verfahrens, wobei diese auszuführenden Verfahrensschritte als ausführbarer Programmcode vorliegen, der in der digitalen Datenspeichereinheit 38 der elektronischen Auswertungseinheit 32 hinterlegt ist und von der Prozessoreinheit 36 der elektronischen Auswertungseinheit 32 ausgeführt werden kann.
-
In Vorbereitung einer Durchführung des Verfahrens wird unterstellt, dass alle beteiligten Vorrichtungen und Komponenten sich in einem betriebsbereiten Zustand befinden.
-
In einem Schritt 58 des Verfahrens werden die Ausgangssignale der Sensoren 42 der Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren 42 von der elektronischen Auswerteeinheit 32 erfasst. Der Schritt 58 der Erfassung der Ausgangssignale wird periodisch mit einer Abtastrate ausgeführt, die einer quasi-kontinuierlichen Erfassung entspricht, sobald die Zündung des Fahrzeugs eingeschaltet ist. In einem anschließenden Schritt 60 werden die erfassten Ausgangssignale mit einem vorbestimmten unteren Schwellenwert für die Ausgangssignale der Sensoren, beispielsweise für eine Höhe der Ausgangssignale, verglichen und in einem Schritt 62 einer anschließenden Bedingungsabfrage unterzogen. Wenn eine vorbestimmte Anzahl von N0 Ausgangssignalen der Sensoren 42, in dieser speziellen Ausgestaltungsform von zwei Sensoren, den vorbestimmten unteren Schwellenwert überschreiten, hat die Bedingungsabfrage 62 einen positiven Ausgang, und das Verfahren wird mit dem nächsten Schritt 64 fortgesetzt.
-
In einem Schritt 64 des Verfahrens werden die erfassten Ausgangssignale von der elektronischen Auswerteeinheit 32 mit vorbestimmten Bedingungen hinsichtlich einer örtlichen Verteilung des Drucks auf dem Fußauflageelement 16 verglichen. In einem weiteren Schritt 66 des Verfahrens wird, basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs 64, eine Position des Bedienerfußes 28 relativ zum Fußauflageelement 16 bestimmt. In einem Schritt 68 des Verfahrens wird von der elektronischen Auswerteeinheit 32 ein die Position des Bedienerfußes 28 kennzeichnendes Rückmeldungssignal 56 als Rückmeldung an den Bediener der Bremspedaleinheit 10 bzw. Fahrer des Fahrzeugs erzeugt. Dieses Rückmeldungssignal 56 wird an einer dem Bediener bzw. dem Fahrer leicht zugänglichen Ausgabeeinheit (nicht dargestellt), beispielsweise einem Fahrerinformationssystem oder einem Infotainmentsystem des Fahrzeugs, in einem nächsten Schritt 70 ausgegeben.
-
Als ein Beispiel für eine Vielzahl potentieller vorbestimmter Bedingungen hinsichtlich einer örtlichen Verteilung des Drucks auf dem Fußauflageelement 16 sei genannt, dass eine berechnete Position eines Signal-Schwerpunktes der Ausgangssignale der Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren 42 einen vorbestimmten Abstand zum Zentrum des Fußauflageelementes 16 überschreitet. In diesem Falle kann die elektronische Auswerteeinheit 32 ein an der Ausgabeeinheit auszugebendes Rückmeldungssignal 56 aus einem visuellen Zeichen, beispielsweise einem Warndreieck mit einem Zusatztext, und/oder eine entsprechende, vom Fahrerinformationssystem auszugebende Sprachinformation erzeugen.
-
Ein weiteres Beispiel ist die Bestimmung des Signal-Schwerpunktes der Ausgangssignale der Vielzahl von druckempfindlichen Sensoren 42 zu unterschiedlichen Zeitpunkten und die Ermittlung der Differenz der Position des Signal-Schwerpunktes zwischen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten. Überschreitet die ermittelte Differenz einen vorbestimmten Schwellenwert für die Differenz, wird ein die Differenz der Positionen der Signal-Schwerpunkte kennzeichnendes Rückmeldungssignal 56 von der elektronischen Auswerteeinheit 32 erzeugt und an der dem Fahrer leicht zugänglichen Ausgabeeinheit, beispielsweise in Textform und/oder als Sprachinformation, ausgegeben.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Bremspedaleinheit
- 12
- Bremspedal
- 14
- Bremspedalstange
- 16
- Fußauflageelement
- 18
- Pedalauflage
- 20
- Kissen
- 22
- Elastomerbezug
- 24
- untere Gelenkverbindung
- 26
- obere Gelenkverbindung
- 28
- Bedienerfuß
- 30
- Fußkraft
- 32
- elektronische Auswerteeinheit
- 34
- Mikroprozessor
- 36
- Prozessoreinheit
- 38
- digitale Datenspeichereinheit
- 40
- Multiplexer
- 42
- Sensor
- 44
- virtuelles Gitter
- 46
- Richtung
- 48
- Richtung
- 50
- Bremskraftverstärker
- 52
- Hauptbremszylinder
- 54
- Ausgleichsbehälter
- 56
- Rückmeldungssignal Verfahrensschritte:
- 58
- Erfassen der Ausgangssignale der druckempfindlichen Sensoren
- 60
- Vergleichen der erfassten Ausgangssignale mit einem Schwellenwert
- 62
- Abfragen einer Bedingung bezüglich einer Anzahl von Sensorausgangssignalen oberhalb des Schwellenwertes
- 64
- Vergleichen der erfassten Ausgangssignale mit vorbestimmten Bedingungen hinsichtlich einer örtlichen Druckverteilung
- 66
- Bestimmen einer Position des Bedienerfußes relativ zum Fußauflageelement
- 68
- Erzeugen eines die Position des Bedienerfußes kennzeichnenden Rückmeldungssignals
- 70
- Ausgeben des kennzeichnenden Rückmeldungssignals an Ausgabeeinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 8326505 B2 [0003]
- US 5230549 A [0004]
- DE 102014211008 A1 [0006]
- JP 5402897 B2 [0007]
- KR 101447467 B1 [0009]
- US 6556149 B1 [0011, 0012]
