CN108136910A - 用于在促动器处产生触觉力矩的装置和方法 - Google Patents

用于在促动器处产生触觉力矩的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在促动器(10)处产生触觉力矩的装置(1)，包括不平衡马达(2)、用于获取促动器(10)的操纵的传感器和用于取决于传感器的信号生成用于不平衡马达(2)的操控信号的处理器(3)，其中,处理器(3)如此构造，使得其在获取促动器(10)的操纵时生成第一操控信号(S1(D))和第二操控信号(S2(D))，其中，第一操控信号(S1(D))如此设计，使得不平衡马达(2)在不实现多于两转的情况下加速到第一转动方向(DR1)上，其中，第二操控信号(S2(D))如此设计，使得不平衡马达(2)在不平衡马达(2)不启动到第二转动方向上的情况下被制动。

Description

用于在促动器处产生触觉力矩的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在促动器处产生触觉力矩的装置和方法。
背景技术
越来越多地，促动器如机械开关通过触敏式开关面来替换。在此然而对于使用者而言缺少触觉力矩作为反馈。这可导致使用者不确定促动器的操纵是否成功。
为了警告使用者，振动设备以不同的实施方式已知。振动设备的一种非常紧凑的且便宜的结构形式是不平衡马达，其例如构造为步进马达。这样的振动设备例如在文件DE10 2013 001 323 B3中描述。
作为在促动器处的触觉力矩的振动却通常是不期望的，因为这不相应于期待的反馈。
发明内容
本发明的技术问题在于，创造一种用于在促动器处产生触觉力矩的装置，其紧凑地且便宜地生成基本上脉冲状的力矩。另一技术问题在于，提供一种用于产生触觉力矩的合适的方法供使用。
技术问题的解决方案通过一种带有权利要求1的特征的装置以及一种带有权利要求10的特征的方法得出。本发明的另外的有利的设计方案从从属权利要求中得出。
对此，用于在促动器处产生触觉力矩的装置具有不平衡马达、用于获取促动器的操纵的传感器和用于取决于传感器的信号生成用于不平衡马达的操控信号的处理器。优选地在此在处理器和不平衡马达之间布置有驱动器，以便功率技术上转换操控信号。处理器如此构造，使得其在获取促动器的操纵时生成第一操控信号和时间上错开的第二操控信号。在此，第一操控信号如此设计，使得不平衡马达在不实现多于两转的情况下加速到第一转动方向上。直接紧接着第一操控信号地或没有值得一提的延缓地，然后生成第二操控信号，其如此设计，使得不平衡马达在不平衡马达不启动到第二转动方向上的情况下被制动。由此生成几乎脉冲状的力矩，其中可必要时采用便宜的且紧凑的不平衡马达。
优选地，第一操控信号如此构造，使得不实现在第一转动方向上的多于一转。因为不平衡马达取决于初始位置具有不同的摩擦力矩，第一操控信号如此设计，使得其在带有最大摩擦力矩的位置中刚好引起一转或稍微更少。该设计可事先通过测试测量实现。
在另一实施方式中处理器如此构造，使得在结束操纵时生成另一第一和第二操控信号。原则上这些另外的第一和第二操控信号可为与在操纵时的第一和第二操控信号相同。优选地然而另外的第一操控信号如此构造，使得到第一转动方向上的加速小于在操纵促动器时的，由此该触觉力矩也为更小，这更相应于传统开关的触觉。
在另一实施方式中，传感器构造为压力传感器。原则上，但是也考虑另外的传感器例如接近传感器。
在另一实施方式中，驱动信号构造为PWM信号，经由其控制转速和由此加速度。
在一种实施方式中，生成的触觉力矩不取决于压力传感器获取的操纵压力的大小，只要其仅超过阈值。
备选地，处理器可如此构造，使得到第一转动方向上的加速取决于在压力传感器处所获取的压力值来调节，优选地在压力值提高时提高。
在另一实施方式中，处理器如此构造，使得第一和第二操控信号的数量取决于在压力传感器处所获取的压力值来选择。替代地或附加地，其也可取决于操纵时间。
在另一实施方式中，不平衡马达在过载中运行，从而还可实现更大的加速。
鉴于方法适宜的构造方案，可内容完整地参考前述的实施方案。
一种优选的应用领域是在机动车中、例如在机动车的方向盘中。
附图说明
随后根据一种优选的实施例更详细地阐释本发明。在各个附图中：
图1示出了用于产生触觉力矩的装置的示意性的框图，
图2a示出了在操纵促动器时操控信号的电流走向，
图2b示出了在操纵促动器时在驱动器处的切换信号的走向，
图2c示出了在结束操纵促动器时操控信号的电流走向，且
图2d示出了在结束操纵促动器时在驱动器处的切换信号的走向。
具体实施方式
用于在促动器10处产生触觉力矩的装置1包括不平衡马达2、处理器3、驱动器4以及压力传感器5。压力传感器5与处理器3相连接且评估促动器10是否被操纵或被压。对此例如检查压力传感器5的压力信号是否超过阈值。在这方面，处理器3生成第一操控信号S1(D)和第二操控信号S2(D)，其由驱动器4增强且供应给不平衡马达2。操控信号S1(D),S2(D)在此为PWM信号、优选地100%PWM信号。经由PWM信号的%值在此可调节，不平衡马达2以何转速运转。PWM值越高，转速或到转动方向上的加速就越高。借助于控制输入S，在此在驱动器4处的操控信号可倒转，从而不平衡马达2的转动方向改变。
根据图2a和2b，现在阐释在时间点t0在按压D促动器10时不平衡马达2的操控。在图2a中，示出了在驱动器4后在此增强的第一操控信号S1(D)和增强的第二操控信号S2(D)，其中，处理器3的操控信号的形式具有相同的形式、仅不同的电流值。两个操控信号S1(D),S2(D)在此分别是100%PWM信号，其带有大于不平衡马达2的额定电流INENN的幅度I0。由于增大的幅度，不平衡马达2还更强地加速。持续时间Δt1(D)在此如此地相比于幅度I0来选择，使得在持续时间Δt1(D1)到期后不平衡马达2最大已执行在第一转动方向DR1(参看图1)上完整的一转。I0被选择成越大，则Δt1(D)必须被选择成越小且反之亦然。紧接着，生成第二操控信号S2(D)，以便制动不平衡马达2，而其不启动到DR1的相反方向上。对此处理器生成在控制输入S处的切换信号s*，从而在不平衡马达2中的电流流动倒转。同样地，第二操控信号S2(D)是100%PWM信号，其中，然而持续时间Δt2(D)短于Δt1(D)。持续时间Δt1(D)在此优选地小于30ms、更优选地小于20ms。持续时间Δt2(D)优选地小于20ms、更优选地小于10ms。
通过不平衡马达2的强烈加速的发动和制动，在此生成触觉的单个脉冲，其中力矩的大小取决于I0和Δt1(D)的积。
在结束操纵或释放L促动器10时，优选地同样地应生成触觉力矩，但这应比在操纵时的更小。因此如在图2c和d中呈现的那样，第一操控信号S1(L)的持续时间Δt1(L)相比于Δt1(D)选择成更短。相应地，用于第二操控信号S2(L)的持续时间Δt2(L)为了制动也选择成更短。备选地，持续时间Δt1,Δt2可保持相同且I0减少。

Claims (10)

1.一种用于在促动器(10)处产生触觉力矩的装置(1)，包括不平衡马达(2)、用于获取所述促动器(10)的操纵的传感器和用于取决于所述传感器的信号生成用于所述不平衡马达(2)的操控信号的处理器(3)，其中，所述处理器(3)如此构造，使得其在获取所述促动器(10)的操纵时生成第一操控信号(S1(D))和第二操控信号(S2(D))，其中，所述第一操控信号(S1(D))如此设计，使得所述不平衡马达(2)在不实现多于两转的情况下加速到第一转动方向(DR1)上，其中，所述第二操控信号(S2(D))如此设计，使得所述不平衡马达(2)在所述不平衡马达(2)不启动到第二转动方向上的情况下被制动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一操控信号(S1(D))如此设计，使得所述不平衡马达(2)在所述第一转动方向(DR1)上不实现多于一转。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述处理器(3)如此构造，使得在结束操纵时生成另外的第一和第二操控信号(S1(L),S2(L))。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述另外的第一操控信号(S1(L))如此构造，使得到第一转动方向(DR1)上的加速小于在操纵所述促动器(10)时的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器构造为压力传感器(5)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述操控信号(S1(D),S2(D),S1(L),S2(L))构造为PWM信号。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器(3)如此构造，使得到所述第一转动方向(DR1)上的加速取决于在所述压力传感器(5)处所获取的压力值来调节。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器(3)如此构造，使得所述第一和第二操控信号(S1(D),S2(D))的数量取决于在所述压力传感器(5)处所获取的压力值来选择。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述操控信号(S1(D),S2(D),S1(L),S2(L))如此构造，使得所述不平衡马达(2)在过载中运行。
10.一种用于在促动器(10)处产生触觉力矩的方法，借助于不平衡马达(2)、用于获取所述促动器(10)的操纵的传感器和用于生成用于所述不平衡马达(2)的操控信号的处理器(3)，其中，所述传感器获取所述促动器(10)的操纵且传递到所述处理器(3)处，其中，所述处理器(3)生成第一操控信号(S1(D))，借助于其所述不平衡马达(2)在不实现多于两转的情况下加速到第一转动方向(DR1)上，其中，所述处理器(3)紧接着所述第一操控信号(S1(D))生成第二操控信号(S2(D))，借助于其所述不平衡马达(2)在不启动到所述第二转动方向上的情况下被制动。
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