DE102016219219A1

DE102016219219A1 - Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands

Info

Publication number: DE102016219219A1
Application number: DE102016219219.1A
Authority: DE
Inventors: Roberto Schlenker
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-04-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands, mit den Schritten: Bereitstellen eines Magneten (14), auf welchen die Bewegung eines Pedals (12) übertragen wird, Bereitstellen eines Objekts (18), dessen Zustand durch das Magnetfeld (16) des Magneten (14) veränderbar ist und Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Pedalzustands und ein Fahrzeug.
Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen des Zustandes eines Pedals, beispielsweise der Position eines Pedals, finden in verschiedenen Fahrzeugfunktionen Anwendung. Beispielsweise benötigen Assistenzsysteme, wie die Antischlupfregelung (ASR) oder das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), Informationen hinsichtlich der aktuellen Bremspedalposition, um einen geeigneten Regeleingriff umsetzen zu können.
Darüber hinaus finden entsprechende Verfahren und Vorrichtungen auch zur Erfassung der Gaspedalposition Anwendung, beispielsweise um eine leistungsoptimierte oder kraftstoffsparende Motorregelung umsetzen zu können. Ein weiteres Anwendungsfeld sind Assistenzsysteme, wie beispielsweise Abstandsregeltempomaten, welche auf Grundlage der aktuellen Gaspedalposition die Absicht des Fahrzeugführers erkennen können, dass das Fahrzeug beschleunigt werden soll.
Die bekannten Vorrichtungen zum Erfassen eines Pedalzustands sind jedoch mit hohen Herstellungs- und Wartungskosten verbunden und außerdem empfindlich gegenüber magnetischen Störungen, welche beispielsweise durch Magnetventile hervorgerufen werden können.
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, den Zustand eines Pedals mit einer kostengünstig herzustellenden Vorrichtung erfassen zu können, welche robust gegenüber äußeren Einflüssen ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, wobei das erfindungsgemäße Verfahren das Bereitstellen eines Magneten, auf welchen die Bewegung eines Pedals übertragen wird, das Bereitstellen eines Objekts, dessen Zustand durch das Magnetfeld des Magneten veränderbar ist und das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts umfasst.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass der Zustand eines Pedals nicht nur direkt am Pedal selbst erfasst werden kann, sondern ebenfalls über ein Objekt, welches mit dem Pedal wirkverbunden ist. Dadurch, dass der Zustand des Objekts durch das Magnetfeld des Magneten veränderbar ist, kommt es zu einer Zustandsänderung an dem Objekt, wenn der Magnet bewegt wird. Da auf den Magneten die Bewegung des Pedals übertragen wird, kommt es somit zu einer Zustandsänderung des Objekts, wenn das Pedal bewegt wird. Somit kann auf überraschend einfache Weise der Pedalzustand auf Grundlage des Zustands des Objekts erfasst werden.
Der Magnet kann beispielsweise direkt am Pedal befestigt sein. Alternativ kann der Magnet jedoch auch an einem Bauelement befestigt sein, auf welches die Bewegung des Pedals übertragen wird. Insbesondere kann die Bewegung während der Übertragung auf den Magneten auch verändert werden, beispielsweise durch ein zwischengeschaltetes Getriebe. Der Magnet kann beispielsweise in einem Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse teilweise oder vollständig aus Aluminium ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Magnet mittels des Pedals entlang eines Bewegungspfads bewegbar. Der Bewegungspfad kann abhängig von der Konstruktion des Pedals und/oder der Anordnung des Magneten einer geraden Linie folgen oder gebogen ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Änderns des Zustands des Objekts durch Bewegen des Magneten entlang des Bewegungspfads. Dadurch, dass der Magnet entlang des Bewegungspfads bewegt wird, kommt es zu einer Positionsänderung des von dem Magneten erzeugten Magnetfelds. Die Positionsänderung des Magnetfelds verursacht vorzugsweise die Zustandsänderung des Objekts. Dadurch, dass durch Bewegen des Magneten entlang des Bewegungspfads der Zustand des Objekts geändert wird, kann der Zustand des Pedals mit einer höheren Präzision erfasst werden. Beispielsweise kann auf diese Weise nicht nur erfasst werden, ob das Pedal betätigt wurde, sondern auch in welchem Ausmaß es betätigt wurde. Somit kann beispielsweise die Positionsänderung des Pedals erfasst werden.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Objekt verformbar ausgebildet und die Form des Objekts ist durch das Magnetfeld des Magneten veränderbar. Insbesondere ist das Objekt elastisch verformbar ausgebildet, sodass die von dem Magnetfeld des Magneten hervorgerufene Formveränderung reversibel ist. Die Formveränderung des Objekts lässt sich auf besonders einfache Art und Weise detektieren und eignet sich aus diesem Grund besonders zum Erfassen des Pedalzustands.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das Ändern des Zustands des Objekts durch Bewegen des Magneten entlang des Bewegungspfads das Ändern der Form des Objekts durch Bewegen des Magneten entlang des Bewegungspfads umfasst. Vorzugsweise ist das Objekt als elastisch verformbarer Materialstreifen, insbesondere als poliertes Stahlband ausgebildet. Der Bewegungspfad des Magneten ist vorzugsweise beabstandet von dem Materialstreifen angeordnet und derart von diesem beabstandet, dass das Magnetfeld des Magneten beim Bewegen entlang des Bewegungspfads stets eine Formveränderung des Materialstreifens verursacht. Beispielsweise ist der Magnet als Permanentmagnet ausgebildet. Der verformbare Materialstreifen kann beispielsweise aus einem 1 mm starkem Federstahl ausgebildet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts das Aussenden von elektromagnetischer Strahlung in Richtung des Objekts und/oder das Erfassen der von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Strahlung. Durch die Formveränderung des Objekts, welche durch das Magnetfeld des Magneten hervorgerufen wird, ändern sich auch die Reflexionseigenschaften des Objekts. Somit kann auf Grundlage der erfassten von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Strahlung der Zustand, insbesondere die Position des Magneten und somit auch die Position des Pedals erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts das Erfassen des Reflexionswinkels der von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder das Erzeugen eines elektrischen Signals auf Grundlage der erfassten von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel. Durch die Formveränderung des Objekts wird die in Richtung des Objekts ausgesendete elektromagnetische Strahlung auf unterschiedliche Weisen reflektiert. Durch die Erfassung des Reflexionswinkels kann somit die Verformung des Objekts und somit auch der Zustand, insbesondere die Position des Magneten und somit auch des Pedals erfasst werden. Beispielsweise umfasst die mit dem Verfahren verwendete Vorrichtung eine Datenbank, welche unterschiedlichen Signaleigenschaften vordefinierte Pedalzustände zuordnet. Dadurch, dass auf Grundlage der erfassten von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel ein solches elektrisches Signal erzeugt wird, kann beispielsweise aufgrund der Signalstärke und einem Zusammenhang zwischen Signalstärke und Pedalposition die Position des Pedals erfasst werden. Der Zusammenhang zwischen Signalstärke und Pedalposition kann beispielsweise auch auf einer mathematischen Formel beruhen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts das Erfassen der Position des Pedals vorzugsweise auf Grundlage des erzeugten elektrischen Signals. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts das Erfassen der Neigung des Pedals, vorzugsweise auf Grundlage des erzeugten elektrischen Signals. Die Position und/oder die Neigung des Pedals zeigen an, wie der Fahrzeugführer die Dynamik des Fahrzeugs verändern möchte. Über die Position und/oder Neigung des Pedals kann beispielsweise festgestellt werden, ob der Fahrzeugführer das Fahrzeug in der vorliegenden Situation beschleunigen oder verzögern möchte. Außerdem kann festgestellt werden, mit welcher Intensität die Beschleunigung bzw. die Verzögerung des Fahrzeugs erfolgen soll.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schwingungen des Objekts erfasst und/oder die Schwingungen des Objekts gedämpft. Die Dämpfung der Schwingungen des Objekts kann beispielsweise durch eine Beschichtung des Objekts erfolgen. Vorzugsweise ist die Beschichtung eine Silikonbeschichtung und/oder weist eine Stärke von etwa 2 mm auf. Insbesondere umfasst das Verfahren den Schritt des Begrenzens der Schwingungsamplitude des Objekts. Hierzu kann die verwendete Vorrichtung beispielsweise eine Amplitudenbegrenzungseinrichtung aufweisen, welche die Bewegung des Objekts in eine, zwei oder mehrere Richtungen beschränkt. Insbesondere ist das Objekt an einem ersten Ende nach Art eines Kragbalkens aufgehangen, sodass es einem zweiten Ende, welches auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Endes angeordnet ist, freischwingend ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Amplitudenbegrenzungseinrichtung an dem freischwingenden Ende des Objekts angeordnet. Vorzugsweise werden beim Erfassen des Pedalzustands die erfassten Schwingungen des Objekts berücksichtigt, insbesondere durch Unterdrücken von Schwingungen oberhalb eines Frequenzgrenzwertes. Der Frequenzgrenzwert ist beispielsweise 5 Hz.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Magneten, ein Objekt und eine Erfassungseinrichtung aufweist. Auf den Magneten wird die Bewegung eines Pedals übertragen. Der Zustand des Objekts ist durch das Magnetfeld des Magneten veränderbar. Die Erfassungseinrichtung ist dazu eingerichtet, den Pedalzustand auf Grundlage des Zustands des Objekts zu erfassen. Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, das Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auszuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht sich, ebenso wie das erfindungsgemäße Verfahren, die Erkenntnis zunutze, dass der Pedalzustand nicht zwangsläufig direkt, sondern auch indirekt über ein Objekt erfasst werden kann, dessen Zustand von einem Magneten abhängig ist, auf welchen die Bewegung des Pedals übertragen wird. Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung vergleichsweise kostengünstig herstellen, wobei die Vorrichtung gleichzeitig robust gegen äußere Einflüsse ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Magnet mittels des Pedals entlang eines Bewegungspfads bewegbar und das Objekt erstreckt sich zumindest abschnittsweise beabstandet zu dem Bewegungspfad. Vorzugsweise ist das Objekt im Wesentlichen parallel zu dem Bewegungspfad angeordnet. Das Objekt ist vorzugsweise derart beabstandet von dem Bewegungspfad des Magneten angeordnet, dass sich das Objekt noch im Magnetfeld des Magneten befindet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das Objekt als elastisch verformbarer Materialstreifen, vorzugsweise als poliertes Stahlband ausgebildet ist. Wenn das Objekt als elastisch verformbarer Materialstreifen ausgebildet ist, bewirkt das Magnetfeld des Magneten eine Formveränderung des Objekts. Beispielsweise kann der Magnet, welcher insbesondere ein Permanentmagnet ist, derart ausgerichtet sein, dass das Objekt sich durch eine Anziehungswirkung des Magneten verformt. Alternativ kann der Magnet derart ausgerichtet sein, dass sich das Objekt aufgrund einer Abstoßungswirkung des Magneten elastisch verformt. Beispielsweise ist der elastisch verformbare Materialstreifen aus einem Federstahl ausgebildet und weist eine Materialstärke von etwa 1 mm auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner eine Aufhängung aufweisen, an welcher das Objekt nach Art eines Kragbalkens aufgehangen ist. Bei einer derartigen Aufhängung weist das Objekt ein freischwingendes Ende auf, sodass ein vergleichsweise schwaches Magnetfeld bereits zu einer Auslenkung des Objekts führen kann.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Erfassungseinrichtung einen Strahlungserzeuger zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung. Vorzugsweise ist der Strahlungserzeuger dazu eingerichtet, ultraviolette Strahlung und/oder Infrarotstrahlung zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann der Strahlungserzeuger dazu eingerichtet sein, sichtbare elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich weist die Erfassungseinrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu messen und vorzugsweise in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Insbesondere umfasst die Auswerteeinrichtung eine Fotodiode. Dadurch, dass die gemessene elektromagnetische Strahlung in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, kann das elektrische Signal zur Erfassung des Pedalzustands verwendet werden. Beispielsweise ist die Signalstärke des elektrischen Signals von der gemessenen elektromagnetischen Strahlung abhängig, sodass von der Signalstärke des elektrischen Signals die gemessene elektromagnetische Strahlung abgeleitet werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu eingerichtet, dass die von dem Strahlungserzeuger erzeugte elektromagnetische Strahlung in Richtung des Objekts ausgestrahlt wird und die Auswerteeinrichtung die von dem Objekt reflektierte elektromagnetische Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel misst. Wenn es aufgrund der Wirkung des Magnetfeldes des Magneten zu einer Formveränderung des Objekts kommt, bewirkt die Formveränderung des Objekts auch eine Veränderung von dessen Reflexionseigenschaften. Somit verursacht eine Pedalbewegung zunächst eine Bewegung des Magneten und somit auch eine Bewegung des von dem Magneten erzeugten Magnetfelds. Die Bewegung des Magnetfelds verursacht dann eine Formveränderung des Objekts, wodurch die Reflexionseigenschaften des Objekts verändert werden. Diese Veränderung der Reflexionseigenschaften kann durch die Messung der reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel erfasst werden. Somit kann auf Grundlage der von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel der Zustand, insbesondere die Position des Pedals abgeleitet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, auf Grundlage des elektrischen Signals die Position und/oder die Neigung des Pedals zu erfassen. Die Position und/oder die Neigung des Pedals stellen aktuelle Pedaleigenschaften dar, welche beispielsweise von Fahrassistenzsystemen und/oder dem Motormanagement verwendet werden können.
Bevorzugt ist außerdem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher das Objekt eine Beschichtung aufweist, welche die Schwingungen des Objekts dämpft. Die Beschichtung ist beispielsweise eine Silikonbeschichtung. Die Stärke der Beschichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 2 mm. Alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung einen Frequenzfilter auf, welcher Schwingungen des Objekts oberhalb eines Frequenzgrenzwertes unterdrückt. Der Frequenzgrenzwert liegt beispielsweise bei 5 Hz. Alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung eine Amplitudenbegrenzungseinrichtung auf, welche die Schwingungsamplitude des Objekts begrenzt. Die Amplitudenbegrenzungseinrichtung ist vorzugsweise an einem freischwingenden Ende des Objekts angeordnet und begrenzt die Bewegung des Objekts in eine, zwei oder mehrere Richtungen. Vorzugsweise ist der Magnet vollständig oder teilweise in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Fahrzeug gelöst, welches insbesondere ein Automobil ist, wobei das erfindungsgemäße Fahrzeug dazu eingerichtet ist, das Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Alternativ oder zusätzlich weist das Fahrzeug eine Vorrichtung zum Erfassen eines Pedalzustands nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Zustand;
2 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 in einem zweiten Zustand;
3 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung; und
4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Blockdiagramm.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Erfassen eines Pedalzustands. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Pedal 12, einen Magneten 14, ein Objekt 18 und eine Erfassungseinrichtung 20. Der Magnet 14 ist unmittelbar an dem Pedal 12 angeordnet und an diesem befestigt. Somit wird die Bewegung des Pedals 12 auf den Magneten 14 übertragen. Der Magnet 14 ist als Permanentmagnet ausgebildet und ist mittels des Pedals 12 entlang eines Bewegungspfads 22 bewegbar.
Das Objekt 18 ist als elastisch verformbarer Materialstreifen, nämlich als poliertes Stahlband ausgebildet. Das Stahlband ist aus Federstahl ausgebildet und weist eine Materialstärke von 1 mm auf. Das als poliertes Stahlband ausgebildete Objekt 18 ist beabstandet von und parallel zu dem Bewegungspfad 22 des Magneten 14 angeordnet. Das als poliertes Stahlband ausgebildete Objekt 18 weist eine Silikonbeschichtung 30 auf, welche eine Materialstärke von 2 mm aufweist und die Schwingungen des Objekts 18 dämpft.
Das Objekt 18 ist nach Art eines Kragbalkens an einem ersten Ende an der Aufhängung 24 befestigt, sodass ein zweites Ende, welches gegenüberliegend zu dem ersten Ende angeordnet ist, freischwingend ausgebildet ist. An dem freischwingenden Ende des Objekts 18 ist eine Amplitudenbegrenzungseinrichtung 32 angeordnet, welche die Bewegung des Objekts 18 begrenzt.
Dadurch, dass das Objekt 18 als verformbarer Materialstreifen, nämlich als poliertes Stahlband ausgebildet ist, kann der Zustand, nämlich die Form des Objekts 18, durch das Magnetfeld 16 des Magneten 14 verändert werden. Wenn der Magnet 14 mittels des Pedals 12 entlang des Bewegungspfads 22 bewegt wird, erfolgt somit eine Änderung der Form des Objekts 18, da das Objekt 18 durch das Magnetfeld 16 des Magneten 14 ausgelenkt wird.
Die Erfassungseinrichtung 20 ist dazu eingerichtet, die Pedalposition auf Grundlage der Auslenkung des Objekts 18 zu erfassen. Hierzu weist die Erfassungseinrichtung 20 einen Strahlungserzeuger 26 auf, welcher dazu eingerichtet ist, infrarote elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und diese in Richtung des Objekts 18 auszustrahlen. Abhängig von dem Zustand des Objekts 18, nämlich dessen Auslenkung durch das Magnetfeld 16 des Magneten 14, wird die auf das Objekt 18 treffende elektromagnetische Strahlung reflektiert. Die Erfassungseinrichtung 20 weist ferner eine Auswerteeinrichtung 28 auf, welche dazu eingerichtet ist, die von dem Objekt 18 reflektierte elektromagnetische Strahlung und deren Reflexionswinkel zu messen. Ferner ist die Auswerteeinrichtung 28 dazu eingerichtet, die gemessene elektromagnetische Strahlung und deren Reflexionswinkel in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Auf Grundlage des elektrischen Signals kann die Auswerteeinrichtung 28 dann die Position und die Neigung des Pedals 12 erfassen.
In dem dargestellten Zustand befinden sich das Pedal 12 und somit auch der Magnet 14, welcher an dem Pedal 12 angeordnet und befestigt ist, an einer ersten Position. Da der Abstand zwischen dem Magneten 14 und der Aufhängung 24 vergleichsweise klein ist, kommt es lediglich zu einer geringen Auslenkung des Objekts 18. Aufgrund der geringen Auslenkung des Objekts 18 erfasst die Auswerteeinrichtung 28 der Erfassungseinrichtung 20 eine erste Menge an reflektierter elektromagnetischer Strahlung, welche einen ersten Reflexionswinkel aufweist.
Gemäß 2 befindet sich der Magnet 14 an einer zweiten Position. Der Abstand des Magneten 14 zu der Aufhängung 24 ist in der zweiten Position vergleichsweise groß, sodass das Objekt 18 in dem in 2 dargestellten Zustand stärker von dem Magnetfeld 16 des Magneten 14 ausgelenkt wird als in dem in 1 dargestellten Zustand. Aufgrund der stärkeren Auslenkung des Objekts 18 erfasst die Auswerteeinrichtung 28 der Erfassungseinrichtung 20 eine zweite Menge an reflektierter elektromagnetischer Strahlung und einen zweiten Reflexionswinkel.
Somit erzeugt die Auswerteeinrichtung 28 in dem in 2 dargestellten Zustand der Vorrichtung 10 ein anderes elektrisches Signal als in dem in 1 dargestellten Zustand der Vorrichtung 10. Die Auswerteeinrichtung 28 verwendet eine mathematische Formel, welche den Zusammenhang zwischen Signalstärke und Pedalposition definiert, um letztendlich die aktuelle Pedalposition zu bestimmen.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 100, welches als Automobil ausgebildet ist. Das Fahrzeug 100 ist dazu eingerichtet, das Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen. Ferner umfasst das Fahrzeug 100 eine Vorrichtung 10 zum Erfassen eines Pedalzustands, welche nach einem der Ansprüche 8 bis 14 ausgebildet ist.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands. Das dargestellte Verfahren umfasst die folgenden einleitenden Schritte:
200) Bereitstellen eines Magneten 14, auf welchen die Bewegung eines Pedals 12 übertragen wird; und
202) Bereitstellen eines Objekts 18, dessen Zustand durch das Magnetfeld 16 des Magneten 14 veränderbar ist.
Der bereitgestellte Magnet 14 ist an dem Pedal 12 befestigt und somit mittels des Pedals 12 entlang eines Bewegungspfads 22 bewegbar. Das bereitgestellte Objekt 18 ist als elastisch verformbares und poliertes Stahlband ausgebildet, wobei die Form des Stahlbands durch das Magnetfeld 16 des Magneten 14 veränderbar ist.
Das Pedal 12 kann beispielsweise ein Bremspedal oder ein Gaspedal eines Fahrzeugs sein. Während der Betätigung des Pedals 12 durch den Fahrzeugführer des Fahrtzeugs kommt es zu einer Bewegung des Pedals 12, beispielsweise aufgrund einer Beschleunigungs- oder Verzögerungsabsicht des Fahrzeugführers. Da die Bewegung des Pedals 12 aufgrund der Befestigung des Magneten 14 an dem Pedal 12 auf den Magneten 14 übertragen wird und da der Zustand des Objekts 18 durch das Magnetfeld 16 des Magneten 14 veränderbar ist, kommt es bei einer Pedalbewegung durch den Fahrzeugführer zu dem folgenden Schritt:
204) Ändern des Zustands des Objekts 18 durch Bewegen des Magneten 14 entlang des Bewegungspfads 22.
Das Ändern des Zustands des Objekts 18 durch Bewegen des Magneten 14 entlang des Bewegungspfads 22 umfasst dabei aufgrund der elastischen Verformbarkeit des als Stahlband ausgebildeten Objekts 18 und der Tatsache, dass das Stahlband innerhalb des Magnetfeldes 16 des Magneten 14 angeordnet ist, den folgenden Schritt:
206) Ändern der Form des Objekts 18 durch Bewegen des Magneten 14 entlang des Bewegungspfads 22.
Während der Fahrt des Fahrzeugs wird das Objekt 18 jedoch zusätzlich durch Erschütterungen in Schwingung versetzt. Die erzeugten Schwingungen des Objekts 18 sollen zur exakten Erfassung des Pedalzustandes gering gehalten werden. Somit umfasst das Verfahren außerdem die folgenden Schritte:
208) Erfassen der Schwingungen des Objekts 18;
210) Dämpfen der Schwingungen des Objekts 18; und
212) Begrenzen der Schwingungsamplitude des Objekts 18.
Das Dämpfen der Schwingungen erfolgt mittels einer Silikonbeschichtung des als Stahlband ausgebildeten Objekts 18. Das Stahlband ist einseitig nach Art eines Kragbalkens an einer Aufhängung 24 befestigt. Die Schwingungsamplitude kann somit wirksam durch eine Amplitudenbegrenzungseinrichtung 32 umgesetzt werden, welche die Bewegung des Stahlbands an dem freischwingenden Ende begrenzt. Das Verfahren umfasst ferner den folgenden Schritt:
214) Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts 18.
Beim Erfassen des Pedalzustands werden die erfassten Schwingungen des Objekts 18 berücksichtigt, nämlich dadurch, dass Schwingungen oberhalb eines Frequenzgrenzwertes mittels eines entsprechenden Filters unterdrückt werden. Das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts 18 umfasst dabei die folgenden Schritte:
216) Aussenden von elektromagnetischer Strahlung in Richtung des Objekts 18;
218) Erfassen der von dem Objekt 18 reflektierten elektromagnetischen Strahlung; und
220) Erfassen des Reflexionswinkels der von dem Objekt 18 reflektierten elektromagnetischen Strahlung.
Das Aussenden von elektromagnetischer Strahlung erfolgt mittels eines Strahlungserzeugers 26. Das Erfassen der von dem Objekt 18 reflektierten elektromagnetischen Strahlung sowie das Erfassen des Reflexionswinkels der von dem Objekt 18 reflektierten elektromagnetischen Strahlung erfolgt mittels einer Auswerteeinrichtung 28. Nachdem die von dem Objekt 18 reflektierte elektromagnetische Strahlung und deren Reflexionswinkel erfasst wurden, wird der folgende Schritt ausgeführt:
222) Erzeugen eines elektrischen Signals auf Grundlage der erfassten von dem Objekt 18 reflektierten elektromagnetischen Strahlung und deren Reflexionswinkel.
Abschließend umfasst das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts 18 die folgenden Schritte:
224) Erfassen der Position des Pedals 12 auf Grundlage des erzeugten elektrischen Signals; und
226) Erfassen der Neigung des Pedals 12 auf Grundlage des erzeugten elektrischen Signals.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Pedal
14: Magnet
16: Magnetfeld
18: Objekt
20: Erfassungseinrichtung
22: Bewegungspfad
24: Aufhängung
26: Strahlungserzeuger
28: Auswerteeinrichtung
30: Beschichtung
32: Amplitudenbegrenzungseinrichtung
100: Fahrzeug
200–226: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Magneten (14), auf welchen die Bewegung eines Pedals (12) übertragen wird; – Bereitstellen eines Objekts (18), dessen Zustand durch das Magnetfeld (16) des Magneten (14) veränderbar ist; und – Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts (18).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (14) mittels des Pedals (12) entlang eines Bewegungspfads (22) bewegbar ist und das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: – Ändern des Zustands des Objekts (18) durch Bewegen des Magneten (14) entlang des Bewegungspfads (22).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (18) verformbar ausgebildet ist und die Form des Objekts (18) durch das Magnetfeld (16) des Magneten (14) veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Zustands des Objekts (18) durch Bewegen des Magneten (14) entlang des Bewegungspfads (22) den folgenden Schritt umfasst: – Ändern der Form des Objekts (18) durch Bewegen des Magneten (14) entlang des Bewegungspfads (22).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts (18) einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Schritte umfasst: – Aussenden von elektromagnetischer Strahlung in Richtung des Objekts (18); – Erfassen der von dem Objekt (18) reflektierten elektromagnetischen Strahlung; – Erfassen des Reflexionswinkels der von dem Objekt (18) reflektierten elektromagnetischen Strahlung; – Erzeugen eines elektrischen Signals auf Grundlage der erfassten von dem Objekt (18) reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Pedalzustands auf Grundlage des Zustands des Objekts (18) zumindest einen der folgenden Schritte umfasst: – Erfassen der Position des Pedals (12), vorzugsweise auf Grundlage des erzeugten elektrischen Signals; – Erfassen der Neigung des Pedals (12), vorzugsweise auf Grundlage des erzeugten elektrischen Signals.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Schritte: – Erfassen der Schwingungen des Objekts (18); – Dämpfen der Schwingungen des Objekts (18); – Begrenzen der Schwingungsamplitude des Objekts (18); wobei beim Erfassen des Pedalzustands vorzugsweise die erfassten Schwingungen des Objekts (18) berücksichtigt werden, insbesondere durch Unterdrücken von Schwingungen oberhalb eines Frequenzgrenzwertes.
Vorrichtung (10) zum Erfassen eines Pedalzustands, mit – einem Magneten (14), auf welchen die Bewegung eines Pedals (12) übertragen wird; – einem Objekt (18), dessen Zustand durch das Magnetfeld (16) des Magneten (14) veränderbar ist; und – einer Erfassungseinrichtung (20), welche dazu eingerichtet ist, den Pedalzustand auf Grundlage des Zustands des Objekts (18) zu erfassen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (14) mittels des Pedals (12) entlang eines Bewegungspfads (22) bewegbar ist und das Objekt (18) sich zumindest abschnittsweise beabstandet zu dem Bewegungspfad (22) erstreckt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (18) als elastisch verformbarer Materialstreifen, vorzugsweise als poliertes Stahlband ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (20) einen Strahlungserzeuger (26) zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung und/oder eine Auswerteeinrichtung (28) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu messen und vorzugsweise in ein elektrisches Signal umzuwandeln.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, dass die von dem Strahlungserzeuger (26) erzeugte elektromagnetische in Richtung des Objekts (18) ausgestrahlt wird und die Auswerteeinrichtung (28) die von dem Objekt (18) reflektierte elektromagnetische Strahlung und/oder deren Reflexionswinkel misst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (28) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage des elektrischen Signals die Position und/oder die Neigung des Pedals (12) zu erfassen.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (18) eine Beschichtung (30) aufweist, welche die Schwingungen des Objekts (18) dämpft, und/oder wobei die Vorrichtung (10) einen Frequenzfilter aufweist, welcher Schwingungen des Objekts (18) oberhalb eines Frequenzgrenzwertes unterdrückt; und/oder wobei die Vorrichtung (10) eine Amplitudenbegrenzungseinrichtung (32) aufweist, welche die Schwingungsamplitude des Objekts (18) begrenzt.
Fahrzeug (100), insbesondere Automobil, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (100) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren zum Erfassen eines Pedalzustands nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen und/oder wobei das Fahrzeug (100) eine Vorrichtung (10) zum Erfassen eines Pedalzustands nach einem der Ansprüche 8 bis 14 aufweist.