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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung eine Bedienvorrichtung.
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In Kraftfahrzeugen werden Bedienvorrichtungen in verschiedenen Ausführungsformen genutzt. Dabei werden zunehmend virtuelle Tasten verwendet, die auf eine Annäherung oder Berührung eines Fingers reagieren. Solche Tasten umfassen üblicherweise ein Sensorelement, mit dem die Berührung oder Annäherung eines Fingers erfasst werden. Derartige Tasten sind robust, da sie eine geschlossene Oberfläche besitzen und keine beweglichen Teile aufweisen. Um dem Bediener eine Rückmeldung über seine Bedienhandlung zu geben, werden in den Bedienvorrichtungen entsprechende Aktoren eingesetzt, mit denen eine haptische Rückmeldung ausgegeben werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein elektromagnetischer Aktor verwendet werden, der bei der Bedienung gegen die Bedienfläche stößt. Dadurch wird eine haptische Rückmeldung über die Bedienfläche an den Finger des Bedieners und ein zusätzliches Geräusch ausgegeben.
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Dabei kann der Aktor so ausgelegt sein, dass er solange angesteuert wird, so lange sich der Finger auf der Bedienfläche befindet bzw. gegen diese drückt. Eine derartige Ansteuerung bringt allerdings einen hohen Energieverbrauch mit sich. Alternativ dazu kann der Aktor angesteuert werden, wenn der Finger gegen die Bedienfläche drückt und wenn der Finger von der Bedienfläche abgehoben wird. In diesem Fall kann sich aber bei der Bedienung ein unnatürliches Gefühl ergeben, da die haptische Rückmeldung und das dabei entstehende Geräusch beim Auflegen und beim Abheben des Fingers gleich sind. Des Weiteren kann sich bei dem Rückziehen des Aktors von der Bedienfläche ein unnatürliches Geräusch ergeben.
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Die
DE 10 2009 000 640 A1 beschreibt eine Betätigungseinrichtung für ein Gangwechselgetriebe. Die Betätigungseinrichtung umfasst einen Aktor, der zur Blockierung des Betätigungselements und zusätzlich zur Erzeugung von mechanischen Schwingungen ausgebildet ist. Der Aktor kann als elektromagnetischer Aktor ausgebildet sein, der mittels Pulsweitenmodulation angesteuert wird, um durch die unterschiedlichen Signale unterscheidbare haptische Signale zu erzeugen.
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Des Weiteren ist aus der
DE 10 2007 005 889 A1 eine Bedieneinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer berührungsempfindlichen Eingabeeinrichtung bekannt. Dabei kann an eine Bedienfläche der Eingabe mit dem Aktor eine haptische Rückmeldung ausgegeben werden. Damit kann ein Nutzer über das Aktivieren oder Deaktivieren einer Funktion informiert werden.
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In der
DE 10 2006 060 554 A1 ist ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das ein Bedienelement zur Steuerung eines längsdynamischen Regelsystems des Kraftfahrzeugs aufweist. Dabei kann dem Bediener das Ausmaß der Betätigung des Bedienelements über eine haptische Rückmeldung ausgegeben werden.
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Des Weiteren beschreibt die
EP 2 312 429 A1 ein Verfahren zum Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle, bei dem nach der initialen Betätigung des Bedienelements eine Mitteilung ausgegeben wird, dass in Abhängigkeit von der Dauer der Betätigung unterschiedliche Eingabesignale erzeugt werden. Diese Mitteilung kann durch ein akustisches Signal und/oder eine haptische Rückmeldung erfolgen, die unmittelbar nach der Betätigung des Bedienelements oder nach Ablauf eines Zeitbereichs erzeugt wird.
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Schließlich ist aus der
DE 10 2008 036 155 A1 eine Bedientastenanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Bedientastenanordnung weist eine Bedientaste auf, unter deren Oberfläche ein Drucksensor angeordnet ist. Des Weiteren ist ein elektromagnetischer Aktor vorgesehen, der bei der Betätigung der Bedientaste eine haptische Rückmeldung ausgibt, die der Reaktion einer herkömmlicher rastenden Bedientaste nachempfunden ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienvorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die effizienter betrieben werden kann und eine verbesserte Bedienung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst das Erfassen einer Berührung einer Bedienfläche der Bedienvorrichtung und das Erzeugen einer Bewegung der Bedienfläche mit einer Aktoreinrichtung, wobei die Aktoreinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Berührung betrieben wird. Dabei wird die Aktoreinrichtung in einem ersten Betriebsmodus betrieben, falls ein Beginn der Berührung der Bedienfläche erkannt wird, und die Aktoreinrichtung wird in einem zweiten Betriebsmodus betrieben, falls ein Ende der Berührung erkannt wird, wobei sich die Bewegung der Bedienfläche, die von der Aktoreinrichtung erzeugt wird, in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus unterscheidet.
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Die Bedienvorrichtung kann einer entsprechenden Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. So kann beispielsweise ein Navigationssystem, ein Unterhaltungs- oder Informationssystem oder eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs angesteuert werden. Die Bedienvorrichtung umfasst eine geschlossene Bedienfläche, die nicht beweglich ist. Diese Bedienfläche kann beispielsweise durch eine Bedieneingabe mit einem Finger des Bedieners bzw. des Fahrers betätigt werden. Zu diesem Zweck umfasst die Bedienvorrichtung eine entsprechende Sensoreinrichtung, mit der eine Berührung der Bedienfläche bzw. ein Druck, der auf die Bedienfläche ausgeübt wird, erfasst werden kann. Die Sensoreinrichtung kann dazu einen kapazitiven, eine resistiven oder einen optischen Sensor umfassen. Um dem Bediener eine Rückmeldung über seine Bedienhandlung zu geben, weist die Bedienvorrichtung eine Aktoreinrichtung auf, mit der die Bedienfläche bewegt werden kann. Insbesondere kann die Bedienfläche mittels der Aktoreinrichtung in mechanische Schwingungen versetzt werden. Die Aktoreinrichtung kann nach dem Tauchspulenprinzip aufgebaut sein und einen Stößel aufweisen, der gegen die Bedienfläche drückt bzw. gegen diese schlägt.
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Die Aktoreinrichtung wird nun in einem ersten Betriebsmodus betrieben, nach dem eine Berührung der Bedienfläche erkannt wird. Nach dem Ende der Berührung wird die Aktoreinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus betrieben. Dabei unterscheidet sich die Bewegung bzw. mechanische Schwingung der Bedienfläche, die mit der Aktoreinrichtung erzeugt wird, in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus. Mit anderen Worten wird mittels der Aktoreinrichtung beim Auflegen eines Fingers auf die Bedienfläche ein anderes haptisches Signal erzeugt als beim Abheben des Fingers von der Bedienfläche. Damit kann sich auch ein unterschiedliches akustisches Signal beim Auflegen und beim Abheben des Fingers von der Bedienfläche ergeben. Insbesondere kann die Aktoreinrichtung in den beiden Betriebsmodi derart angesteuert werden, dass sich für den Bediener ein Bediengefühl ergibt, so wie er es von üblichen mechanischen Tasten gewohnt ist. Damit ergibt sich für den Bediener ein natürliches Bediengefühl bei der Bedienung der Bedienvorrichtung.
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Bevorzugt wird die Aktoreinrichtung in den ersten und in den zweiten Betriebsmodus jeweils in drei zeitlich aufeinander folgenden Betriebsphasen betrieben, wobei sich die Bewegung der Bedienfläche, die mit der Aktoreinrichtung erzeugt wird, in den drei Betriebsphasen unterscheidet. Die drei zeitlich aufeinander folgenden Betriebsphasen währen bevorzugt eine geringere Zeitdauer als die Zeitdauer, die der Bediener benötigt, um den Finger wieder von der Bedienfläche zu lösen. Beispielsweise kann die Aktoreinrichtung in den drei zeitlich aufeinander folgenden Betriebsphasen insgesamt für eine Zeitdauer angesteuert werden, die geringer als 200 Millisekunden ist. Dadurch, dass der Betrieb der Aktoreinrichtung in drei zeitliche Phasen eingeteilt ist, kann die Aktoreinrichtung individuell betrieben werden und das haptische Signal entsprechend angepasst werden.
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In einer Ausgestaltung wird die Aktoreinrichtung in der ersten der drei Betriebsphasen von einer Ruhelage in eine Auslenklage bewegt, in der die Aktoreinrichtung eine Kraft und/oder eine Beschleunigung auf die Bedienfläche ausübt. Dabei kann die Aktoreinrichtung so lange angesteuert werden bzw. mit einer Betriebsspannung beaufschlagt werden, bis die Aktoreinrichtung gegen die Bedienfläche drückt bzw. stößt. Bevorzugt wird die Aktoreinrichtung in der ersten der Betriebsphasen mit einer maximalen Betriebsspannung betrieben. Alternativ dazu kann die Aktoreinrichtung in der ersten der Betriebsphasen so angesteuert werden, dass die Aktoreinrichtung bzw. das bewegliche Teil der Aktoreinrichtung, das gegen die Bedienfläche drückt, die maximale Beschleunigung erfährt. Damit wird nur in dieser ersten der Betriebsphasen, die beispielsweise eine zeitliche Dauer kleiner als 50 Millisekunden, insbesondere kleiner als 20 Millisekunden, dauern kann, mit der maximalen Energie betrieben. Damit wird einerseits eine sofortige Rückmeldung an den Bediener ausgegeben, andererseits kann die Bedienvorrichtung besonders energieeffizient betrieben werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird in der zweiten der drei Betriebsphasen mit der Aktoreinrichtung eine mechanische Schwingung der Bedienfläche im hörbaren Frequenzbereich erzeugt. In der zeitlich auf die erste Betriebsphase folgende zweite Betriebsphase wird die Aktoreinrichtung, die weiterhin die Bedienfläche berührt, derart angesteuert, dass die Bedienfläche in mechanische Schwingungen versetzt wird. Die mechanischen Schwingungen liegen insbesondere im hörbaren Frequenzbereich, so dass zusätzlich zur haptischen Rückmeldung, die an den Finger des Bedieners ausgegeben wird, mit der Bedienvorrichtung ein akustisches Signal erzeugt wird. Hierbei wird ähnlich der Funktion eines Lautsprechers von der Bedienfläche ein akustisches Signal abgestrahlt. Dadurch erhält der Bediener eine sofortige Rückmeldung über seine Bedienhandlung.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die Aktoreinrichtung in der dritten der drei Betriebsphasen von der Auslenklage in die Ruhelage bewegt. Insbesondere erfolgt die Bewegung der Aktoreinrichtung entlang einer vorgegebenen Rampe, in der sich der Aktor von der Position, in der er die Bedienfläche berührt, langsam in seine Grundposition zurückkehrt. Die Aktoreinrichtung kann dabei so angesteuert werden, dass die Aktoreinrichtung möglichst geräuschlos bewegt wird. Dadurch ergeben sich keine störenden oder unnatürlichen Geräusche.
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Bevorzugt ist die Kraft und/oder Beschleunigung, die mit der Aktoreinrichtung in der Auslenklage der ersten der drei Betriebsphasen auf die Bedienfläche ausgeübt wird in dem ersten Betriebsmodus größer als in dem zweiten Betriebsmodus. Mit anderen Worten wird die Aktoreinrichtung beim Lösen des Fingers von der Bedienfläche mit einer geringeren Effektivspannung betrieben als beim Auflegen des Fingers. Damit kann die Bedienvorrichtung in der zweiten Betriebsphase energieeffizienter betrieben werden.
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Bevorzugt unterscheidet sich die mechanische Schwingung der Bedienfläche, die von der Aktoreinrichtung in der zweiten der drei Betriebsphasen erzeugt wird, im ersten und im zweiten Betriebsmodus. So kann in dem ersten Betriebsmodus durch die Ansteuerung der Aktoreinrichtung und die damit verbundene Schwingung der Bedienfläche ein Geräusch erzeugt werden, das dem üblichen Geräusch beim Drücken einer Taste entspricht. Insbesondere kann ein Geräusch erzeugt werden, das einem „Klick” entspricht. Wenn der Finger wieder von der Bedienfläche abgehoben wird, kann die Aktoreinrichtung so angesteuert werden, dass durch die Schwingung der Bedienfläche ein Geräusch erzeugt wird, das dem des Lösens einer üblichen mechanischen Taste entspricht. Dieses Geräusch kann einem „Klack” entsprechen, das beispielsweise von dem Lösen eines Knackfrosches bekannt ist. Damit ergibt sich für den Bediener ein haptischer und akustischer Eindruck, wie er ihn von üblichen mechanischen Tasten gewohnt ist.
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In einer Ausführungsform wird die Bewegung der Bedienfläche, die mit der Aktoreinrichtung in der ersten und/oder zweiten der drei Betriebsphasen erzeugt wird, in Abhängigkeit von einer Funktion der Bedienvorrichtung angepasst. So können die Bewegung der Aktoreinrichtungen der ersten und/oder zweiten Betriebsphase danach angepasst werden, welcher Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs die Bedienvorrichtung zugeordnet ist. So kann der Bediener je nach momentaner virtueller Funktion ein unterschiedliches Klick-Geräusch vernehmen. Dabei ist es auch denkbar, dass der Betrieb der Aktoreinrichtung in der ersten und/oder zweiten Betriebsphase in Abhängigkeit von den Abmessungen der Bedienfläche angepasst wird. So können z. B. großen und kleinen virtuellen Tasten ein unterschiedliches Geräusch zugeordnet werden. Damit kann die Bedienvorrichtung besonders individuell eingesetzt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die Aktoreinrichtung mit einer pulsweiten modulierten Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs betrieben. Dabei kann die Aktoreinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie auf eine niedrigere Sollspannung als die Bordnetzspannung ausgelegt ist. Beispielsweise kann die Aktoreinrichtung auf eine elektrische Spannung von 8 Volt bei einer Bordnetzspannung von 12 Volt ausgelegt sein. So kann verhindert werden, dass der Betrieb der Aktoreinrichtungen durch Schwankungen in der Bordnetzspannung negativ beeinflusst wird. Durch die Pulsweitenmodulation der Bordnetzspannung kann eine konstante Betriebsspannung für die Aktoreinrichtung bereitgestellt werden. Des Weiteren ermöglicht die Pulsweitenmodulation auf einfache Weise, die Aktoreinrichtungen in den unterschiedlichen Betriebsphasen ansteuern zu können.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Bedienfläche, eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Berührung der Bedienfläche, eine Aktoreinrichtung zum Erzeugen einer Bewegung der Bedienfläche und eine Steuereinrichtung, die mit der Sensoreinrichtung und der Aktoreinrichtung gekoppelt ist, zum Betreiben der Aktoreinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Berührung, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Aktoreinrichtung in einem ersten Betriebsmodus zu betreiben, falls ein Beginn der Berührung der Bedienfläche erkannt ist und die Aktoreinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, falls ein Ende der Berührung erkannt ist, wobei sich die von der Aktoreinrichtung erzeugte Bewegung der Bedienfläche in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus unterscheidet.
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Die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen können in gleicher Weise auf die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung übertragen werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung, die die Funktion der Bedienvorrichtung verdeutlicht;
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2 der zeitliche Verlauf einer Ansteuerung einer Aktoreinrichtung der Bedienvorrichtung und
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3 den zeitlichen Verlauf einer pulsweitenmodulierten Bordnetzspannung zur Ansteuerung der Aktoreinrichtung.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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1 zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Bedienvorrichtung 10 umfasst eine Bedienfläche 12. Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung 10 eine hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung, mit der eine Berührung der Bedienfläche 12 erfasst werden kann. Die Sensoreinrichtung kann als kapazitiver, resistiver oder optischer Sensor ausgebildet sein. Darüber hinaus umfasst die Bedienvorrichtung 12 eine Aktoreinrichtung 14, mit der die Bedienfläche 12 bewegt bzw. in mechanische Schwingungen versetzt werden kann. Die Aktoreinrichtung 14 wird über die Bordnetzspannung UB versorgt. Eine Diode 38 dient zum Gleichrichten der elektrischen Spannung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Aktoreinrichtung 14 als elektromagnetischer Aktor nach dem Tauchspulenprinzip gefertigt. Die Aktoreinrichtung 14 umfasst einen Stößel 16, der sich in einer hier nicht dargestellten Spule befindet und der durch Bestromung der Spule ausgelenkt werden kann. Im ausgelenkten Zustand übt der Stößel 16 eine Kraft bzw. eine Beschleunigung auf die Bedienfläche 12 aus. Die dadurch entstehende Bewegung bzw. mechanische Schwingung der Bedienfläche 12 kann von einem Bediener, der seinen Finger auf der Bedienfläche 12 abgelegt hat, als haptische Rückmeldung wahrgenommen werden. Zudem wird durch die mechanische Schwingung der Bedienfläche 12 ein akustisches Signal ausgegeben, das von dem Bediener wahrgenommen werden kann.
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Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung 10 eine Steuereinrichtung 18, deren Funktion vorliegend schematisch dargestellt ist. Die Steuereinrichtung 18 ist mit der Aktoreinrichtung 14 und der Sensoreinrichtung gekoppelt. Wenn mit der Sensoreinrichtung eine Berührung der Bedienfläche 12 erkannt wird, wird ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 18 übertragen. Daraufhin erzeugt die Steuereinrichtung 18 ein entsprechendes Ausgangssignal, das an die Aktoreinrichtung 14 übertragen wird.
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Die Steuereinrichtung 18 ist nun dazu ausgebildet, die Aktoreinrichtung 14 in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi zu betreiben. Wenn mit der Sensoreinrichtung eine Berührung der Bedienfläche 12 erkannt wird, wird die Aktoreinrichtung 14 in dem ersten Betriebsmodus betrieben. Falls mit der Sensoreinrichtung erkannt wird, dass die Berührung endet, wird die Aktoreinrichtung 14 in dem zweiten Betriebsmodus betrieben. Somit werden mit der Aktoreinrichtung jeweils ein unterschiedliches haptisches und akustisches Signal erzeugt, wenn der Bediener seinen Finger auf die Bedienfläche 12 legt und wenn der Bediener seinen Finger von der Bedienfläche 12 wieder abhebt.
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Zusätzlich ist die Steuereinrichtung 18 dazu ausgebildet, die Aktoreinrichtung 14 sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Betriebsmodus in drei zeitlich aufeinander folgenden Betriebsphasen A, B, C zu betreiben. Dies ist vorliegend in 2 verdeutlicht, die den zeitlichen Verlauf des elektrischen Stroms I durch die Aktoreinrichtung 14 zeigt. Zunächst ist die Aktoreinrichtung 14 ausgeschaltet. Wenn eine Berührung der Bedienfläche 12 oder ein Ende der Berührung der Bedienfläche 12 erkannt wird, wird die Aktoreinrichtung zum Zeitpunkt t0 aktiviert bzw. eingeschaltet. In der ersten Betriebsphase A wird die Aktoreinrichtung 14 mit ihrer maximalen Betriebsspannung U betrieben. Dies bewirkt, dass der Stößel 16 der Aktoreinrichtung 14 beschleunigt wird und gegen die Bedienfläche prallt. Die erste Betriebsphase A, zwischen den Zeitpunkt t0 und t1 kann eine zeitliche Dauer von weniger als 50 Millisekunden, insbesondere von weniger als 20 Millisekunden, währen. In der zweiten Betriebsphase B wird die Aktoreinrichtung 14 derart angesteuert, dass die Bedienfläche 12 zu einer mechanischen Schwingung angeregt wird. Die Frequenz der mechanischen Schwingung liegt insbesondere im hörbaren Frequenzbereich. Die zweite Betriebsphase B zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 kann beispielsweise eine zeitliche Dauer von 80 Millisekunden aufweisen. In der dritten Betriebsphase C wird die Aktoreinrichtung 14 derart angesteuert, dass sich der Stößel 16 langsam von der Bedienfläche 12 wegbewegt. Die Ansteuerung erfolgt hier insbesondere so, dass der Stößel 16 geräuschlos in seine Grundposition zurückkehrt. Die dritte Betriebsphase C vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 kann beispielsweise 100 Millisekunden dauern. Insgesamt sollen die drei zeitlich aufeinander folgenden Betriebsphasen A, B und C geringer als 200 Millisekunden dauern.
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Die Aktoreinrichtung 14 wird in der zweiten Betriebsphase B in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus unterschiedlich angesteuert. Dies ist vorliegend in 1 verdeutlicht. Hier sind die einzelnen Signalformen in den Betriebsphasen A, B und C dargestellt als symbolische Schalteinrichtung 20 auf dem Steuereingang 22 eines Transistors 14 geschaltet werden können. Vorliegend sind für die zweite Betriebsphase B zwei unterschiedliche Signalformen vorgesehen. Wenn eine Berührung der Bedienfläche 12 erkannt wird, wird die Aktoreinrichtung 14 in der Betriebsphase A zunächst mit einem Signal gemäß dem Block 26 angesteuert. In der darauffolgenden Betriebsphase B wird die Aktoreinrichtung 14 gemäß der Signalform in Block 28 betrieben. In der anschließenden Betriebsphase C wird die Aktoreinrichtung 14 gemäß Signalform in Block 32 betrieben. Im zweiten Betriebsmodus ist die Aktoreinrichtung 14 zunächst in der Betriebsphase A gemäß dem Signal gemäß Block 26, danach in der Betriebsphase B gemäß dem Signal in Block 30 und anschließend in der Betriebsphase C gemäß dem Signal in Block 32 angesteuert. Somit wird beim Auflegen und beim Lösen des Fingers der Betriebsphase B ein unterschiedliches haptisches und akustisches Signal erzeugt.
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Die Aktoreinrichtung 14 wird vorliegend mit einer pulsweitenmodulierten Bordnetzspannung UB des Kraftfahrzeugs betrieben. Diese Bordnetzspannung UB kann beispielsweise von der Batterie des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Die Bordnetzspannung UB wird mittels eines Analog-Digital-Wandlers 34 der Steuereinrichtung 18 zugeführt. Dabei wird die Aktoreinrichtung 14 mit einer Sollspannung U betrieben, die geringer als die Amplitude der Bordnetzspannung UB ist. Zu diesem Zweck wird die Bordnetzspannung UB pulsweitenmoduliert. Das Tastverhältnis V der Pulsweitenmodulation berechnet sich aus dem Verhältnis von Sollspannung U zu Bordnetzspannung UB: V = U/UB.
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Dabei wird die Grundfrequenz der Pulsweitenmodulation so gewählt, dass sie außerhalb des hörbaren Bereichs liegt. Beispielsweise kann die Pulsweitenmodulation mit einer Frequenz im Ultraschallbereich, beispielsweise mit 20 kHz, betrieben werden. Dabei können durch die Pulsweitenmodulation der Bordnetzspannung UB die einzelnen Signalformen für die Betriebsphasen A, B und C erzeugt werden. Dies ist in 3 dargestellt. Die Breite der Pulse 36 der pulsweiten modulierten Bordnetzspannung UB wird im Rhythmus der Frequenz der Pulsweitenmodulation so moduliert, dass in der Aktoreinrichtung 14 die gewünschte Sollspannung U anliegt. Die Sollspannung U setzt sich aus einer Haltespannung Uh und einer Geräuschspannung Ug zusammen: U = Uh + Ug
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Die Haltespannung Uh ist die Spannung, die benötigt wird, um den Stößel 16 an der Bedienfläche 12 zu halten. Die Geräuschspannung Ug ist die zeitabhängige elektrische Spannung, die zur Ansteuerung der Aktoreinrichtung in den Betriebsphasen A, B und C benötigt wird. Um eine entsprechende Ansteuerung der Aktoreinrichtung 12 zu gewährleisten, wird die Bordnetzspannung UB entsprechend gemessen. Des Weiteren ist in 3 der zeitliche Verlauf des elektrischen Stroms I, der durch die Spule der Aktoreinrichtung 14 fließt, dargestellt. Durch die Induktivität der Spule folgt der Strom I verzögert der pulsweitenmodulierten Bordnetzspannung UB und stellt sich auf den Mittelwert ein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009000640 A1 [0004]
- DE 102007005889 A1 [0005]
- DE 102006060554 A1 [0006]
- EP 2312429 A1 [0007]
- DE 102008036155 A1 [0008]
