DE102016219622B4 - Method for detecting a bouncing movement of a pedal - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erkennung einer Prellbewegung eines Pedals (24), umfassend die Schritte:- Erkennen einer Rückstellung des Pedals (24) in eine Ruhestellung (18);- Ermitteln eines Auftretens der Prellbewegung des Pedals (24) im Anschluss an die Rückstellung des Pedals (24) auf Basis einer zweiten zeitlichen Ableitung (36) einer Pedalstellung (16) während der Rückstellung des Pedals (24).A method of detecting a bouncing movement of a pedal (24), comprising the steps of: - detecting a return of the pedal (24) to a rest position (18) - detecting an occurrence of the bouncing movement of the pedal (24) following the return of the pedal ( 24) based on a second time derivative (36) of a pedal position (16) during the return of the pedal (24).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Prellbewegung eines Pedals sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung. Die Erfindung kann bevorzugt im Automotive-Bereich, wie etwa in Kraftfahrzeugen, Verwendung finden, wie beispielsweise bei Gaspedalen bzw. Fahrpedalen sowie bei Bremspedalen.The present invention relates to a method for detecting a bouncing movement of a pedal and a computing unit and a computer program for its implementation. The invention can be used preferably in the automotive sector, such as in motor vehicles, for example in the case of accelerators or accelerators as well as brake pedals.
Stand der TechnikState of the art
Ein rasches Lösen, insbesondere ein ruckartiges Lösen eines Pedals kann oftmals zu einem Nachprellen bzw. Nachschwingen des Pedals führen. Das Nachprellen des Pedals kann beispielsweise durch eine Rückstellfeder und gegebenenfalls durch eine Dämpfung hervorgerufen werden, welche dazu dienen, beim Lösen des Pedals, d.h. wenn der Benutzer von der Betätigung des Pedals ablässt, das Pedal in dessen Ruhestellung zu bringen und dort zu halten. Für die Dämpfung können beispielsweise weitere Federn und/oder Elemente aus elastischem Material vorgesehen sein, wie etwa Elemente aus Gummi oder ähnlichem. Gelangt bei einem schnellen und/oder ruckartigen Lösen des Pedals das Pedal mit großer Geschwindigkeit in seine Endstellung bzw. Ruhestellung, kann es teilweise zu einem Abprallen des Pedals an Bewegungsbegrenzungselementen kommen, so dass das Pedal sich zumindest geringfügig wieder aus der Ruhestellung entfernt und auf diese Weise aus der Ruhestellung federt. Dieses Phänomen wird als Prellen bzw. Nachprellen des Pedals bezeichnet.A quick release, in particular a jerky release of a pedal can often lead to a rebound or reverberation of the pedal. The rebound of the pedal may be caused, for example, by a return spring and, if necessary, by a damping, which serve to release the pedal, i. when the user releases the operation of the pedal to bring the pedal to its rest position and to hold it there. For example, further springs and / or elements of elastic material may be provided for the damping, such as elements made of rubber or the like. Arrives at a rapid and / or jerky release of the pedal, the pedal at high speed in its end position or rest position, it may sometimes come to a rebound of the pedal on movement limiting elements, so that the pedal at least slightly away from the rest position and on this Way springs from the rest position. This phenomenon is called bouncing or rebounding of the pedal.
Insbesondere kann eine Prellbewegung durch die Verwendung von geringwertigen Komponenten bzw. Hardwarekomponenten für die Pedale und/oder deren Aufhängung begünstigt werden, so dass besonders bei kostengünstigen Pedaleinheiten, welche unter Umständen auf kostengünstige Komponenten zurückgreifen, Prellbewegungen auftreten.In particular, a bouncing movement can be promoted by the use of low-value components or hardware components for the pedals and / or their suspension, so that bouncing movements occur, especially in the case of cost-effective pedal units, which may resort to cost-effective components.
Eine Prellbewegung bzw. ein Nachschwingen des Pedals kann dabei als eine Eingabe des Benutzers interpretiert werden und zu einer entsprechenden ungewollten Signalausgabe führen. Im Falle eines Pedals in einem Kraftfahrzeug, kann dies beispielsweise beim Fahrpedal als Fahrwunsch interpretiert werden, so dass es zu einer ungewollten Momentenanforderung kommen kann, oder im Falle des Bremspedals zu einer ungewollten Bereitstellung von Bremsmoment. In derartigen Fällen kann die Prellbewegung des Pedals somit zu einem unerwünschten „Ruckeln“ des Kraftfahrzeugs führen.A bouncing movement or a ringing of the pedal can be interpreted as an input of the user and lead to a corresponding unwanted signal output. In the case of a pedal in a motor vehicle, this can be interpreted as a drive request, for example, the accelerator pedal, so that it can lead to an unwanted torque request, or in the case of the brake pedal to an unwanted provision of braking torque. In such cases, the bouncing movement of the pedal can thus lead to an undesirable "bucking" of the motor vehicle.
Ein Nachprellen des Pedals kann zum Beispiel dadurch reduziert und/oder vermieden werden, dass höherwertige Komponenten bzw. Hardwarekomponenten verwendet werden, welche derart ausgestaltet sind, dass Prellbewegungen bereits mit mechanischen Mitteln reduziert und/oder ganz vermieden werden. Auch kann mittels einer Verwendung von Filtern das durch das Pedal bereitgestellte Signal gefiltert werden, so dass für eine Prellbewegung typische Schwingungen aus dem vom Pedal bereitgestellten Signal herausgefiltert werden. Derartige Lösungen können nicht in allen Fällen verwendet werden, da die Verwendung von Filtern zu einer Verzögerung der Signalbereitstellung auch in solchen Fällen führen kann, in denen der Benutzer bzw. Fahrer bewusst das Pedal betätigt. Eine Verwendung von höherwertigen Komponenten kann in manchen Fällen aus Kostengründen nicht in Frage kommen.A rebounding of the pedal can be reduced and / or avoided, for example, by using higher-value components or hardware components, which are designed such that bouncing movements are already reduced and / or completely avoided by mechanical means. Also, by using filters, the signal provided by the pedal can be filtered so that typical oscillations for a bouncing motion are filtered out of the signal provided by the pedal. Such solutions can not be used in all cases, since the use of filters can lead to a delay of the signal supply even in cases where the user or driver deliberately presses the pedal. Use of higher value components may sometimes be out of the question for cost reasons.
Aus der
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Aus der
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Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Erkennung einer Prellbewegung eines Pedals sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for detecting a bouncing movement of a pedal as well as a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Gemäß der Erfindung erfolgt ein Erkennen einer Rückstellung des Pedals in eine Ruhestellung und ein Ermitteln eines Auftretens der Prellbewegung des Pedals im Anschluss an die Rückstellung des Pedals auf Basis einer zweiten zeitlichen Ableitung der Pedalstellung während der Rückstellung des Pedals. Als Prellbewegung des Pedals wird dabei insbesondere eine Schwingung der Pedalstellung um die Ruhestellung und/oder ein Zurückfedern des Pedals aus der Ruhestellung verstanden.According to the invention recognizing a provision of the pedal is in a rest position and determining an occurrence of the bouncing movement of the pedal following the provision of the pedal based on a second time derivative of Pedal position during the return of the pedal. As a bouncing movement of the pedal is understood in particular a vibration of the pedal position to the rest position and / or a spring back of the pedal from the rest position.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass anhand der zweiten zeitlichen Ableitung der Pedalstellung die Beschleunigung des Pedals berechnet werden kann. Auf diese Weise kann besonders genau ermittelt bzw. eine besonders genaue Vorhersage getroffen werden, ob aufgrund der aktuellen Pedalbewegung eine Prellbewegung um die bzw. aus der einzunehmenden Ruhestellung auftritt oder nicht bzw. wie groß eine zu erwartende Amplitude der Prellbewegung ist. Dies hat ferner den Vorteil, dass Bewegungen des Pedals beim Lösen des Pedals, welche zu unterschiedlich ausgeprägten Prellbewegungen führen aber anhand ihrer aktuellen Geschwindigkeit bzw. ersten zeitlichen Ableitung der Pedalstellung nicht oder nur sehr schwer voneinander unterschieden werden können, anhand der zweiten zeitlichen Ableitung bzw. der Beschleunigung des Pedals mit größerer Genauigkeit voneinander unterschieden werden können. Beispielsweise können derartige Bewegungen sehr ähnliche und/oder gar nahezu identische Gradienten bzw. erste zeitliche Ableitungen der Pedalbewegung aufweisen, sich jedoch in ihrer zweiten zeitlichen Ableitung stärker, insbesondere auf eindeutige Weise, voneinander unterscheiden. Wird eine Prellbewegung erkannt, kann insbesondere eine Behandlung als Benutzerwunsch verhindert werden.The invention has the advantage that based on the second time derivative of the pedal position, the acceleration of the pedal can be calculated. In this way, it can be determined particularly accurately or a particularly accurate prediction can be made as to whether, due to the current pedal movement, a bouncing movement around or out of the rest position to be assumed occurs or not or how great an expected amplitude of the bouncing movement is. This also has the advantage that movements of the pedal when releasing the pedal, which lead to different pronounced bouncing but based on their current speed or first derivative of the pedal position can not or very difficult to distinguish from each other, based on the second time derivative or The acceleration of the pedal with greater accuracy can be distinguished from each other. For example, such movements may have very similar and / or even nearly identical gradients or first time derivatives of the pedal movement, but differ more strongly in their second time derivative, in particular in a unique manner. If a bouncing movement is detected, in particular treatment as a user request can be prevented.
Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Signale auf eine Betätigung des Pedals durch den Benutzer bzw. Fahrer hin ohne zeitliche Verzögerung erfolgen, und dadurch eine unverzügliche Reaktion auf die Eingabe des Fahrers bzw. Benutzers hin erfolgen kann. Dies ist insbesondere deshalb der Fall, da gemäß der Erfindung kein Filtern der ermittelten Pedalstellung bzw. des zeitlichen Verlaufs erforderlich ist und somit zum einen kein Zeitverlust für das Filtern auftritt und andererseits der zeitliche gemessene Verlauf der Pedalstellung nicht durch eine Filterung verfälscht wird bzw. von dem tatsächlichen Zeitverlauf der Pedalstellung abweicht.Furthermore, the invention has the advantage that the signals are carried out on an actuation of the pedal by the user or driver out without delay, and thereby an immediate response to the input of the driver or user can take place. This is particularly the case because according to the invention, no filtering of the determined pedal position or the time course is required and thus on the one hand no loss of time for the filtering occurs and on the other hand, the temporal measured course of the pedal position is not falsified by a filter or from deviates from the actual time course of the pedal position.
Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, dass auch bei Pedalen mit niederwertigen Komponenten ein „Ruckeln“ der Bewegung des Kraftfahrzeugs vermieden werden kann, da Prellbewegungen des Pedals auf zuverlässige Weise erkannt werden können.In addition, the invention has the advantage that even with pedals with low-value components, a "jerkiness" of the movement of the motor vehicle can be avoided because bouncing movements of the pedal can be reliably detected.
Bevorzugt erfolgt das Erkennen der Rückstellung des Pedals in die Ruhestellung anhand einer ersten und/oder zweiten zeitlichen Ableitung einer Pedalstellung. Dies hat den Vorteil, dass besonders präzise erkannt werden kann, ob das Pedal gelöst wurde und in die Ruhestellung zurückgestellt wird.Preferably, the recognition of the provision of the pedal is carried out in the rest position based on a first and / or second time derivative of a pedal position. This has the advantage that it can be detected very precisely whether the pedal has been released and returned to the rest position.
Bevorzugt wird die Pedalstellung in regelmäßigen Zeitabständen erfasst. Beispielsweise kann eine Erfassung der Pedalstellung in Zeitabständen von einer Sekunde, bevorzugt von 500 ms, mehr bevorzugt von 250 ms, noch mehr bevorzugt von 100 ms, besonders bevorzugt von 50 ms, ganz besonders bevorzugt von 20 ms, am meisten bevorzugt von 10 ms, am allermeisten bevorzugt von 1 ms erfasst werden. Dies hat den Vorteil, dass die erste und/oder die zweite zeitliche Ableitung der Pedalstellung besonders genau ermittelt werden können. Bevorzugt wird durch Ermittlung der zweiten zeitlichen Ableitung der aktuellen Pedalstellung die Beschleunigung des Pedals berechnet. Bevorzugt kann auf Basis der berechneten Beschleunigung auch bei einer ähnlichen oder gar identischen aktuellen Amplitude der ersten Ableitung zu bestimmten Zeitpunkten zuverlässig unterschieden werden, ob eine Schwingung des Pedals bzw. eine Prellbewegung nach Erreichen der Ruhestellung des Pedals auftritt oder nicht bzw. wie groß eine Amplitude der Prellbewegung ist oder sein wird. Weiter bevorzugt erfolgt die Bestimmung bzw. Erfassung der Pedalstellung unter Verwendung eines Widerstandspotentiometers und/oder eines Hallsensors. Diese können beispielsweise einer präzisen Erfassung der Pedalstellung dienen und dennoch kostengünstig in ihrer Bereitstellung sein.Preferably, the pedal position is detected at regular intervals. For example, a detection of the pedal position at intervals of one second, preferably of 500 ms, more preferably of 250 ms, even more preferably 100 ms, particularly preferably 50 ms, most preferably 20 ms, most preferably 10 ms, most preferably 1 ms. This has the advantage that the first and / or the second time derivative of the pedal position can be determined particularly accurately. Preferably, the acceleration of the pedal is calculated by determining the second time derivative of the current pedal position. On the basis of the calculated acceleration, it is also possible to reliably distinguish at a similar or even identical actual amplitude of the first derivative at certain times whether a vibration of the pedal or a bouncing movement occurs after reaching the rest position of the pedal or not or how great an amplitude the bouncing movement is or will be. More preferably, the determination or detection of the pedal position is carried out using a Widerstandspotentiometers and / or a Hall sensor. These can for example serve a precise detection of the pedal position and yet be cost-effective in their provision.
Bevorzugt erfolgt in einem weiteren Schritt ein Ändern einer Signalausgabe in Abhängigkeit von der Pedalstellung während des Auftretens der Prellbewegung des Pedals. Mit anderen Worten kann ein auf der Pedalstellung basierendes Signal angepasst werden, wenn dieses von einer Prellbewegung des Pedals herrührt und/oder eine Ausgabe des Signals kann unterlassen werden, wenn das Signal von einer Prellbewegung des Pedals herrührt. Dies hat den Vorteil, dass ein durch die Prellbewegung des Pedals verursachtes Signal, welches beispielsweise zu einem Ruckeln der Bewegung des Kraftfahrzeugs führen würde, entsprechend abgeändert werden kann und/oder das Signal nicht berücksichtigt wird und auf diese Weise ein Ruckeln vermieden werden kann.In a further step, a change in a signal output as a function of the pedal position preferably takes place during the occurrence of the bouncing movement of the pedal. In other words, a signal based on the pedal position can be adjusted if this results from a bouncing movement of the pedal and / or an output of the signal can be omitted if the signal results from a bouncing movement of the pedal. This has the advantage that a signal caused by the bouncing movement of the pedal, which would lead, for example, to jerking of the movement of the motor vehicle, can be correspondingly modified and / or the signal is not taken into account and in this way jerking can be avoided.
Bevorzugt erfolgt alternativ oder zusätzlich ein Ändern der Prellbewegung des Pedals, wobei vorzugsweise das Ändern der Prellbewegung des Pedals mittels einer Krafteinwirkung auf das Pedal erfolgt. Beispielsweise kann eine adaptive Dämpfung vorgesehen werden, welche in geeigneter Weise angesteuert werden kann, um eine gemäß der Vorhersage erwartete Prellbewegung abzuschwächen oder gar ganz zu vermeiden.Preferably, alternatively or additionally, a change of the bouncing movement of the pedal, wherein preferably the changing of the bouncing movement of the pedal takes place by means of a force on the pedal. For example, an adaptive damping can be provided which can be suitably controlled in order to attenuate or even completely avoid a bouncing movement expected according to the prediction.
Bevorzugt erfolgt das Ändern der Signalausgabe bzw. das Ändern der Prellbewegung des Pedals längstens bis zu einem Ende der Prellbewegung des Pedals. Mit anderen Worten werden eine gegebenenfalls vorgenommene Änderung des Signals und/oder ein gegebenenfalls vorgenommenes Einwirken auf die Prellbewegung des Pedals nur solange ausgeführt, bis die Prellbewegung abgeklungen ist. Dies bietet den Vorteil, dass nach Abklingen der Prellbewegung bzw. wenn keine Gefahr einer Prellbewegung mehr droht, eine reguläre Betätigung des Pedals bzw. eine reguläre Signalausgabe auf eine Betätigung des Pedals hin erfolgen kann, ohne dass in die Signalausgabe und/oder die Bewegung des Pedals eingegriffen wird. Das Ende der Prellbewegung des Pedals ist vorzugsweise zum Beispiel dann erreicht, wenn sich das Pedal zumindest über eine vorbestimmte Mindestruhedauer in der Ruhestellung des Pedals befindet und/oder sich das Pedal zumindest über eine vorbestimmte Mindestbetätigungsdauer in einer von der Ruhestellung verschiedenen Pedalstellung befindet und/oder wenn die zweite zeitliche Ableitung der Pedalstellung kleiner als ein vorbestimmter Beschleunigungsschwellwert ist. Mit anderen Worten ist das Ende der Prellbewegung vorzugsweise dann erreicht, wenn das Pedal ohne eine Betätigung des Benutzers bzw. Fahrers in seiner Ruhestellung verbleibt, oder wenn eine erneute Betätigung des Pedals durch den Fahrer bzw. Benutzer das Pedal in eine andere Pedalstellung befördert. Die Mindestruhedauer und/oder die Mindestbetätigungsdauer können dabei gemäß den gewünschten Eigenschaften vorgegeben werden. Beispielsweise können geeignete Werte für die die Mindestruhedauer und/oder die Mindestbetätigungsdauer im Millisekundenbereich liegen.Preferably, changing the signal output or changing the bouncing movement of the pedal at the longest to an end of the bouncing movement of the pedal. In other words, an optionally made change of the signal and / or an optionally made acting executed on the bouncing movement of the pedal only until the bouncing movement has subsided. This offers the advantage that after the bouncing movement has ceased or there is no danger of a bouncing movement, a regular actuation of the pedal or a regular signal output can take place on an actuation of the pedal, without the signal output and / or the movement of the pedal Pedals is intervened. The end of the bouncing movement of the pedal is preferably achieved, for example, when the pedal is at least over a predetermined minimum rest period in the rest position of the pedal and / or the pedal is at least over a predetermined minimum duration of operation in a different from the rest position pedal position and / or if the second time derivative of the pedal position is less than a predetermined acceleration threshold. In other words, the end of the bouncing movement is preferably achieved when the pedal remains in its rest position without an operation of the user, or when a re-operation of the pedal by the driver or the user moves the pedal in a different pedal position. The minimum rest period and / or the minimum duration of operation can be specified according to the desired properties. For example, suitable values for the minimum period of rest and / or the minimum duration of operation may be in the millisecond range.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt in einem beispielhaften Diagramm den zeitlichen Verlauf einer Pedalstellung bei einer Rückstellung und einer Prellbewegung.1 shows in an exemplary diagram the time course of a pedal position in a return and a bouncing movement. -
2A und2B zeigen in einer schematischen Darstellung ein Pedal in unterschiedlichen Pedalstellungen.2A and2 B show a schematic representation of a pedal in different pedal positions. -
3A bis3D zeigen beispielhafte Verläufe der aktuellen Pedalstellung zusammen mit der ersten und der zweiten zeitlichen Ableitung.3A to3D show exemplary courses of the current pedal position together with the first and the second time derivative.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Eine zuverlässige Aussage darüber, ob ein Nachschwingen bzw. eine Prellbewegung des Pedals
Bevorzugt wird das Prellen anhand der zweiten Ableitung
Wie insbesondere in
Im Vergleich dazu ist in
Wie insbesondere in
Somit verdeutlichen die
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