DE102014018641B4 - Device for the haptic display of a drive switching point on vehicles with different drives - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur haptischen Anzeige des Antrieb-Umschaltpunktes bei Fahrzeugen mit unterschiedlichen Antrieben mittels eines Gaspedals, welches zur Abgabe der haptischen Signale mit einer Vibrationen erzeugenden Vibrationseinrichtung (12) verbunden ist, wobei die Vibrationseinrichtung (12) am Gaspedal befestigt und in Abhängigkeit von einem im Fahrbetrieb relevanten Parameter angesteuert wird, wobei die Vibrationseinrichtung (12) an eine Motorsteuerungseinheit des Fahrtzeuges angeschlossen ist, die einen einem gegenwärtigen Fahrmoment entsprechenden, gegenwärtigen Umschalt-Pedalwinkel zu dem Antrieb-Umschaltpunkt berechnet und die Vibrationseinrichtung (12) in Abhängigkeit von dem gegenwärtigen Umschalt-Pedalwinkel ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vibrationseinrichtung (12) und der Motorsteuerungseinheit eine Schnittstelle (6) vorgesehen ist, die die Frequenz und/oder die Amplitude der Schwingungen der Vibrationseinrichtung (12) so steuert, dass die Frequenz und/oder die Amplitude mit zunehmender Annäherung an den Antrieb-Umschaltpunkt kontinuierlich zunimmt/zunehmen. Device for haptic display of the drive switching point in vehicles with different drives by means of an accelerator pedal, which is connected to the delivery of the haptic signals with a vibration generating vibration device (12), wherein the vibration device (12) attached to the accelerator pedal and in response to a while driving relevant parameter, wherein the vibration means (12) is connected to an engine control unit of the vehicle, which calculates a current switching torque corresponding, current switching pedal angle to the drive switching point and the vibration device (12) in dependence on the current switching pedal angle characterized in that between the vibration device (12) and the engine control unit, an interface (6) is provided which controls the frequency and / or the amplitude of the vibrations of the vibration device (12) so that the frequency and / or the amplitude continuously increases / increases with increasing approach to the drive switching point.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur haptischen Anzeige des Antrieb-Umschaltpunktes bei Fahrzeugen mit unterschiedlichen Antrieben.The invention relates to a device for haptic display of the drive switching point in vehicles with different drives.
Aus
Bei dem vorstehend genannten Stand der Technik wird davon ausgegangen, dass der Bezugspunkt, an dem sich die Signalgebung durch Vibrationen orientiert, eine vorbekannte, feste Größe ist. In Fällen, in denen sich der Bezugspunkt ändert, bieten die bekannten Vorrichtungen keine Lösungen.In the aforementioned prior art, it is assumed that the reference point at which the signaling is oriented by vibrations is a previously known, fixed quantity. In cases where the reference point changes, the known devices offer no solutions.
In PHEV-Fahrzeugen (PHEV = Plug-In-Hybrid Electric Vehicle) wird der Antrieb-Umschaltpunkt, an dem das Fahrzeug den reinen Elektro-Betrieb verlässt und der Benzin-Verbrennungsmotor zugeschaltet wird, mittels einer Manipulation der Kraft-Weg-Kennlinie des Fahrpedals angezeigt. Um die Kraft-Weg-Kennlinie durch Anpassung des Antrieb-Umschaltpunktes zu manipulieren und an ein maximal mögliches Fahrmoment anzupassen, ist eine aufwendige/hochpreisige Aktorik notwendig. Daher sind derzeit erhebliche Einzelkosten zu tragen, um dem Fahrer den Antrieb-Umschaltpunkt beispielsweise bei PHEV-Fahrzeugen haptisch anzuzeigen.In PHEV vehicles (PHEV = plug-in hybrid electric vehicle), the drive switching point at which the vehicle leaves the pure electric mode and the gasoline engine is switched on, by means of a manipulation of the force-displacement curve of the accelerator pedal displayed. To manipulate the force-displacement curve by adjusting the drive switching point and to adapt to a maximum possible driving torque, a complex / high-priced actuator is necessary. Therefore, significant individual costs are currently borne to haptically indicate to the driver the drive switching point, for example in PHEV vehicles.
Eine gattungsgemäße, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisende Einrichtung zur haptischen Anzeige des Antrieb-Umschaltpunktes mit unterschiedlichen Antrieben mittels eines Gaspedals, ist in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung bereitzustellen, bei der der Antrieb-Umschaltpunkt oder auch Zustartpunkt bei unterschiedlichen Antrieben dem maximal möglichen Fahrmoment in preiswerter Weise angepasst werden kann.The invention has for its object to provide a device in which the drive switching point or the start point for different drives the maximum possible driving torque can be adapted in a cost effective manner.
Dazu ist die erfindungsgemäße Einrichtung zur haptischen Anzeige des Antrieb-Umschaltpunktes bei Fahrzeugen mit unterschiedlichen Antrieben mittels eines Gaspedals, welches zur Abgabe der haptischen Signale mit einer Vibrationen erzeugenden Vibrationseinrichtung verbunden ist, wobei die Vibrationseinrichtung am Gaspedal befestigt und in Abhängigkeit von einem im Fahrbetrieb relevanten Parameter angesteuert wird, wobei die Vibrationseinrichtung an eine Betriebs-Steuereinrichtung des Fahrzeuges angeschlossen ist, die einen einem gegenwärtigen Fahrmoment entsprechenden, gegenwärtigen Umschalt-Pedalwinkel zu dem Antrieb-Umschaltpunkt berechnet und die Vibrationseinrichtung in Abhängigkeit von dem gegenwärtigen Umschalt-Pedalwinkel ansteuert. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Vibrationseinrichtung und der Motorsteuerung eine Schnittstelle vorgesehen ist, die Frequenz und/oder die Amplitude der Vibrationen der Vibrationseinrichtung so steuert, dass die Frequenz und/oder die Amplitude der vorzugsweise pulsförmigen Schwingungen der Vibrationseinrichtung mit zunehmender Annäherung an den Antrieb-Umschaltpunkt kontinuierlich zunimmt/zunehmen. Dies gibt dem Fahrer einen deutlichen Hinweis, wie weit das Pedal von der Position entfernt ist, bei der der Antrieb-Umschaltpunkt erreicht wird.For this purpose, the device according to the invention for haptic display of the drive switching point in vehicles with different drives by means of an accelerator pedal which is connected to the delivery of haptic signals with a vibration generating vibration device, wherein the vibration device attached to the accelerator pedal and in response to a relevant driving parameters wherein the vibration means is connected to an operation control means of the vehicle which calculates a current shift pedal angle corresponding to a current drive torque to the drive switching point and drives the vibration means in response to the current shift pedal angle. The device according to the invention is characterized in that an interface is provided between the vibration device and the motor control, which controls the frequency and / or the amplitude of the vibrations of the vibration device so that the frequency and / or the amplitude of the preferably pulse-shaped vibrations of the vibration device increases with increasing Approach to the drive switching point continuously increases / increases. This gives the driver a clear indication of how far the pedal is from the position at which the drive switching point is reached.
Anstatt einen Druckpunkt zu verwenden, wird der Antrieb-Umschaltpunkt bei Annäherung an den Antrieb-Umschaltpunkt durch Vibrationen haptisch angezeigt. Dem Fahrer wird so mit Pulsen am Fahrpedal angezeigt, wie weit er sich noch vom Antrieb-Umschaltpunkt befindet. Dadurch können die Kosten zur Realisierung einer haptischen Anzeige des Antrieb-Umschaltpunktes erheblich reduziert werden und es kann ein kompakteres Pedal verwendet werden. Instead of using a pressure point, the drive switching point is haptically indicated by vibrations when approaching the drive switching point. The driver is thus shown with pulses on the accelerator pedal, as far as it is still from the drive switching point. As a result, the cost of realizing a haptic indication of the drive switching point can be significantly reduced and a more compact pedal can be used.
Der Pedalwert, dem der Antrieb-Umschaltpunkt entspricht, wird durch eine Motorsteuergerätfunktion bereitgestellt. Die Berechnung erfolgt auf Basis des durch den Antrieb zur Verfügung stehenden Fahrmoments. Sobald der Fahrer das Fahrpedal über den Antrieb-Umschaltpunkt hinaus durchtritt, d.h. sobald der Pedalwinkel größer wird als der Umschalt-Pedalwinkel, wird die Umschaltung des Antriebs ausgelöst.The pedal value corresponding to the drive switching point is provided by an engine control unit function. The calculation is based on the driving torque available by the drive. Once the driver passes the accelerator pedal beyond the drive shift point, i. as soon as the pedal angle becomes greater than the shift pedal angle, the changeover of the drive is triggered.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Hybrid-Elektrischen (HEV) Fahrzeug mit einem Elektroantrieb und einem Verbrennungsmotor die Motorsteuerungseinheit den Antrieb-Umschaltpunkt für die Umschaltung des Antriebs von dem Elektromotor zu dem Verbrennungsmotor bestimmt. Die die erfindungsgemäße Einrichtung ist bei dieser Anwendung vorteilhaft, weil berücksichtigt wird, dass der Antrieb-Umschaltpunkt sich wegen der Betriebscharakteristik der bei dem Elektroantrieb verwendeten Batterien laufend stark ändern kann.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized in that in a hybrid electric vehicle with an electric drive and an internal combustion engine, the engine control unit determines the drive switching point for switching the drive from the electric motor to the internal combustion engine. The device according to the invention is advantageous in this application, because it is taken into account that the drive switching point can constantly change significantly due to the operating characteristics of the batteries used in the electric drive.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung gekennzeichnet durch eine Schnittstelle zwischen der Vibrationseinrichtung und der Motorsteuerungseinheit, wobei die Schnittstelle den Antrieb-Umschaltpunkt in Abhängigkeit von dem Batterieladezustand und dem dem Antrieb-Umschaltpunkt entsprechenden Pedalwinkel berechnet und die Vibrationseinrichtung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt vor Erreichen des Antrieb-Umschaltpunktes ansteuert. Die Schnittstelle kann somit in vorteilhafter Weise den Zeitpunkt, an dem die Vibrationseinrichtung eingeschaltet wird, in Abhängigkeit von dem Antrieb-Umschaltpunkt verändern, wobei sich der Antrieb-Umschaltpunkt bekanntlich mit dem Batteriezustand ändert, in der Weise, dass der Pedalwinkel, der dem Antrieb-Umschaltpunkt entspricht, immer kleiner wird, je mehr die Batterieleistung nachlässt.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized by an interface between the vibration device and the engine control unit, wherein the interface calculates the drive switching point in dependence on the battery state of charge and the pedal angle corresponding to the drive switching point and the vibration device at a predetermined time before reaching Drive switching point controls. The interface can thus advantageously change the point in time at which the vibration device is switched on as a function of the drive changeover point, wherein the drive changeover point is known to change with the battery state, in such a way that the pedal angle corresponding to the drive angle Switching point corresponds, getting smaller, the more the battery power decreases.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung gekennzeichnet durch eine Betriebs-Steuereinrichtung für den elektrischen Antrieb, die wenigstens in Abhängigkeit von dem Batterieladezustand das maximal mögliche elektrische Fahrmoment berechnet und an die Schnittstelle abgibt, und durch eine Verbindungsleitung, durch die der Antrieb-Umschaltpunkt durch die Schnittstelle bei der Betriebs-Steuereinrichtung angefordert wird. Die Schnittstelle wirkt somit mit der Betriebs-Steuereinrichtung in vorteilhafter Weise zusammen, um die Umschaltung des Antriebs zu gewährleisten, wenn das Gaspedal entsprechend weit betätigt wird.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized by an operating control device for the electric drive, which calculates the maximum possible electric driving torque at least in dependence on the battery state of charge and outputs to the interface, and by a connecting line through which the drive switching point the interface is requested at the operating controller. The interface thus cooperates advantageously with the operating control device to ensure the switching of the drive when the accelerator pedal is actuated correspondingly far.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung gekennzeichnet durch einen Pedalwinkelsensor, mit dem der gegenwärtige Pedalwinkel erfasst wird, eine Gradienten-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung des zeitlichen Pedalwinkel-Gradienten, die dem Pedalwinkelsensor nachgeschaltet ist und die den Wert des Pedalwinkels und des Pedalwinkel-Gradienten an die Schnittstelle abgibt. Durch Einbeziehung des Pedalwinkel-Gradienten in die Berechnung des Starts der Vibrationseinrichtung wird die zeitliche Synchronisation von dem Start der Vibrationseinrichtung zu dem Erreichen des Antrieb-Umschaltpunktes erreicht.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized by a pedal angle sensor, with which the current pedal angle is detected, a gradient determination device for determining the temporal pedal angle gradient, which is connected downstream of the pedal angle sensor and the value of the pedal angle and the pedal angle gradient the interface gives off. By including the pedal angle gradient in the calculation of the start of the vibrator, the timing is achieved from the start of the vibrator to the reaching of the drive switching point.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle den vorgegebenen Zeitpunkt zum Einschalten der Vibrationseinrichtung vor Erreichen des Antrieb-Umschaltpunkt aus dem Pedalwinkel-Gradienten ermittelt und bei entsprechenden Lagen des Pedals ein AN-Signal und ein AUS-Signal an die Vibrationseinrichtung abgibt. Die Schnittstelle kann daher in vorteilhafter Weise von dem Ergebnis der Gradienten-Bestimmungseinrichtung Gebrauch machen, um den Zeitpunkt des AN-Signals bzw. des AUS-Signals festzulegen.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized in that the interface determines the predetermined time for switching on the vibration device before reaching the drive switching point from the pedal angle gradient and at corresponding positions of the pedal an ON signal and an OFF signal to the Vibration device outputs. The interface can therefore advantageously make use of the result of the gradient determination device in order to determine the time of the ON signal or of the OFF signal.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen der Vibrationseinrichtung paketartig zusammengefasst sind, wobei die Frequenz und die Amplitude der Schwingungen der Vibrationseinrichtung in dem am weitesten von dem Antrieb-Umschaltpunkt entfern liegenden Paket geringer sind als bei dem dem Antrieb-Umschaltpunkt näher liegenden Paket. Dabei wird bei großem Abstand zum Antrieb-Umschaltpunkt ein Pulspaket mit geringer Frequenz und ggfs. kleiner Amplitude für eine begrenzte Zeit spürbar. Bei weiterer Annäherung würde ein weiteres Paket folgen, jedoch mit höherer Frequenz und ggfs. Amplitude und so weiter. Damit erhält der Fahrer durch die Vibrationen einen weiteren Hinweis, wie weit das Gaspedal von der Position des Antrieb-Umschaltpunktes entfernt ist.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized in that the vibrations of the vibration device are combined in a packet-like manner, wherein the frequency and the amplitude of the vibrations of the vibration device are lower in the package furthest from the drive switching point than in the drive. Switching point closer to the package. In this case, at a large distance to the drive switching point, a pulse packet with low frequency and, if necessary, small amplitude for a limited time felt. On further approach, another package would follow, but with higher frequency and, if necessary, amplitude and so on. This gives the driver a further indication as to how far the accelerator pedal is from the position of the drive changeover point due to the vibrations.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Muster der Pakete der Vibrationspulse in Abhängigkeit von dem Batteriezustand variiert wird, wobei dem Fahrer in vorteilhafter Weise eine Rückmeldung über den Batteriezustand gegeben wird.According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized in that the pattern of the packets of the vibration pulses is varied as a function of the battery state, wherein the driver advantageously a feedback is given about the battery condition.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung bei Verharren in einem Paket während einer vorgegebenen Zeitdauer oder bei einer vorgegebenen Zeitdauer der Vibrationen die Vibrationseinrichtung deaktiviert wird. According to an advantageous embodiment, the device according to the invention is characterized in that the vibration device is deactivated while staying in a package during a predetermined period of time or for a predetermined period of the vibration, the vibration device.
Damit können in vorteilhafter Weise Störung oder Irritationen des Fahrers verhindert werden.This can be prevented in an advantageous manner disturbance or irritation of the driver.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
-
1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung zur haptischen Anzeige des Antrieb-Umschaltpunktes bei hybrid-elektrischen Fahrzeugen; -
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Betätigung des Gaspedals und dem Einsetzen der Vibrationen, die die Annäherung an den Antrieb-Umschaltpunkt anzeigen, -
3 ein Diagramm, wobei die pulsförmigen Vibrationen in mehrere Pakete aufgeteilt sind, und -
4 ein Diagramm, das die Anpassung des Antrieb-Umschaltpunkts an den Batteriezustand verdeutlicht.
-
1 a block diagram of the inventive device for haptic display of the drive switching point in hybrid electric vehicles; -
2 a diagram illustrating the relationship between the operation of the accelerator pedal and the onset of the vibrations indicating the approach to the drive switching point, -
3 a diagram, wherein the pulse-shaped vibrations are divided into several packets, and -
4 a diagram illustrating the adaptation of the drive switching point to the battery state.
Gemäß
Der Pedalwinkel-Rechner
Die aktuelle Position des Gaspedals wird von einem Pedalwinkel-Sensor
Von der Schnittstelle
Die Vibrationseinrichtung an dem Fahrpedal kann auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein, wobei ein Unwuchtmotor, der an dem Fahrpedal angebracht ist, eine einfache Lösung darstellt.The vibration device on the accelerator pedal can be designed in different ways, with an unbalance motor, which is attached to the accelerator pedal, represents a simple solution.
Wie aus den Kurven in
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