DE102017126603B4 - Haptische Rückmeldung für Bedienelemente von Lenkungssystemen - Google Patents

Haptische Rückmeldung für Bedienelemente von Lenkungssystemen Download PDF

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Abstract

System (100) zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente eines Lenkungssystems (12), wobei das System (100) umfasst:
ein Modul (102) zur Detektion von Eingaben von Berührungssensoren (35), das eine Berührungssensoreingabe in Form einer Berührungsgeste von einem oder mehreren Berührungssensoren (35) des Lenkungssystems (12) beschafft und einen Typ und Ort der Berührungsgeste erkennt; und
ein Modul (104) zum Ansteuern von Aktoren (19, 21, 23) für eine haptische Antwort, das eine gewünschte haptische Rückmeldung bestimmt, die dem Typ der Berührungsgeste zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Modul (104) zum Ansteuern von Aktoren (19, 21, 23) für eine haptische Antwort über den Typ und Ort der Berührungsgeste und eine haptische Rückmeldungszuordnung (124) die gewünschte haptische Rückmeldung wählt und einen Lenkungssystemaktor (19, 21, 23) ansteuert, damit er eine haptische Antwort auf der Grundlage der gewünschten haptischen Rückmeldung erzeugt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente eines Lenkungssystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente eines Lenkungssystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Flachbildschirme mit Berührungsdetektion werden in modernen Fahrzeugen zunehmend üblich, um Flexibilität beim Bereitstellen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle mit einer großen Anzahl von Steuerungsfunktionen Rechnung zu tragen. Für derartige Schnittstellen ist eine Mittelkonsole eines Fahrzeugs der typische Ort. Bedienelementen mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm mangelt es typischerweise an der taktilen Rückmeldung eines herkömmlichen mechanischen Schalters, so dass der Nutzer auf einen visuellen Hinweis warten muss, um sich zu vergewissern, dass eine angeforderte Aktion registriert wurde. Dies kann zum Ablenken des Fahrers führen, da der Fahrer eine Hand vom Lenkrad des Fahrzeugs entfernen muss und seine Aufmerksamkeit kurz von der Straße weglenken muss.
  • Einige berührungsempfindliche Bildschirme können das Gefühl eines Drucktasterschalters simulieren, indem sie einen Aktor direkt hinter der Anzeigeoberfläche hinzufügen. Ein derartiger zusätzlicher Aktor, der in die Anzeige eingebaut ist, erhöht die Kosten, das Gewicht und die Komplexität. Eine Aktorrückmeldung kann einen Nutzer unterstützen, indem sie eine Anzeige bereitstellt, dass das Drücken eines virtuellen Druckknopfs detektiert wurde. Bei bestimmten Konstruktionen kann es sein, dass das Einbauen zusätzlicher Aktoren nicht machbar ist, und die Rückmeldungsantwort kann auf bestimmte Gesten auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm begrenzt sein.
  • Weitere Schnitstellen sind im Stand der Technik bekannt. US 2014/0070933 A1 offenbart ein am Lenkrad angebrachtes Touchpad. DE 10 2011 056 042 A1 offenbart ein vibrierendes Lenkrad als Teil eines Spurhaltesystems.
  • US 2014/0354568 A1 offenbart ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines baulich einfachen und robustes Systems bzw. Verfahrens zur haptischen Rückmeldung im Fahrzeugslenkungssystem. Diese Aufgabe wird durch das System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Figurenliste
  • Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird speziell dargelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden genauen Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
    • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs veranschaulicht, das ein Lenkungssystem in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen enthält;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines Teils eines Lenkungssystems in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen veranschaulicht;
    • 3 eine Vorderansicht eines Lenkrades eines Lenkungssystems in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen veranschaulicht;
    • 4 ein System zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente des Lenkungssystems in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen veranschaulicht;
    • 5 eine Strecke der haptischen Rückmeldung zum Übertragen einer gewünschten haptischen Beschleunigung durch ein Lenkungssystem hindurch in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen veranschaulicht; und
    • 6 einen Prozess für eine haptische Rückmeldung für Bedienelemente von Lenkungssystemen in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen veranschaulicht.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Mit Bezug nun auf die Figuren, bei denen die Erfindung mit Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wird, ohne diese einzuschränken, ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs 10, das ein Lenkungssystem 12 enthält, veranschaulicht. In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Lenkungssystem 12 ein Lenkrad 14, das mit einer Lenkwelle 16 gekoppelt ist. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist das Lenkungssystem 12 ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System), das ferner eine Lenkungsassistenzeinheit 18 enthält, welche mit der Lenkwelle 16 des Lenkungssystems 12 und mit einer linken Spurstange 20 und mit einer rechten Spurstange 22 des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist. Die Lenkungsassistenzeinheit 18 enthält beispielsweise einen (nicht gezeigten) Lenkungsmechanismus mit einer Zahnstange und einem Ritzel, der durch die Lenkwelle 16 mit einem Lenkungsaktormotor 19 und einem Lenkgetriebe gekoppelt sein kann. Wenn das Lenkrad 14 im Betrieb von einem Fahrzeugbediener gedreht wird, stellt der Lenkungsaktormotor 19 die Unterstützung zum Bewegen der linken Spurstange 20 und der rechten Spurstange 22 bereit, welche wiederum jeweilige linke und rechte Lenkungsachsschenkel 24, 26 bewegen. Der linke Achsschenkel 24 ist mit einem linken Straßenrad 28 gekoppelt, und der rechte Achsschenkel 26 ist mit einem rechten Straßenrad 30 des Fahrzeugs 10 gekoppelt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Fahrzeug 10 ferner verschiedene Sensoren 31 - 35, welche Signale des Lenkungssystems 12 und/oder des Fahrzeugs 10 detektieren und messen. Die Sensoren 31 - 35 erzeugen Sensorsignale auf der Grundlage der gemessenen/beobachteten Signale. In einer Ausführungsform ist ein Lenkraddrehmomentsensor 31 bereitgestellt, um ein Drehmoment zu erfassen, das auf das Lenkrad 14 aufgebracht wird. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist der Lenkraddrehmomentsensor 31 an dem Lenkrad 14 platziert, jedoch versteht es sich, dass der Lenkraddrehmomentsensor 31 möglicherweise nicht immer in der Nähe oder an dem Lenkrad 14 positioniert ist. In einer Ausführungsform erfasst ein Motorpositions/Geschwindigkeitssensor 32 eine Motorposition und/oder Motorgeschwindigkeit und ein Lenkradpositions/Geschwindigkeitssensor 33 erfasst eine Lenkradposition und/oder Lenkradgeschwindigkeit. Zusätzlich kann das Fahrzeug 10 einen Radgeschwindigkeitssensor 34 enthalten, um das Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen misst ein oder messen mehrere Lenkradberührungssensoren 35 eine Greifkraft oder einen Greifdruck auf das Lenkrad 14 an verschiedenen Stellen, die als ein Feld eines Kontakts mit dem Lenkrad 14, eine Spannbreite des Kontakts mit dem Lenkrad 14, eine Kraft des Kontakts mit dem Lenkrad 14 und/oder eine Position des Kontakts mit dem Lenkrad 14 detektiert wird. Daten von einem oder mehreren Lenkradberührungssensoren 35 können eine Größe in Kombination mit einer Position derart umfassen, dass ein Berührungsort und ein Typ der Berührungsgeste (z.B. eine antippende Bewegung, eine Wischbewegung usw.) bestimmt werden können.
  • Ein Steuerungsmodul 40 steuert die Arbeitsweise des Lenkungssystems 12 auf der Grundlage eines oder mehrerer der Sensorsignale und ferner auf der Grundlage der Systeme und Verfahren zur Lenkungssteuerung der vorliegenden Offenbarung. Das Steuerungsmodul 40 erzeugt ein Befehlssignal zum Steuern des Lenkungsaktormotors 19 des Lenkungssystems 12 auf der Grundlage einer oder mehrerer der Eingaben und ferner auf der Grundlage der Systeme und Verfahren zur Lenkungssteuerung der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm eines Teils eines Lenkungssystems 12A als alternative Ausführungsform des Lenkungssystems 12 von 1. Das Beispiel von 2 stellt mehrere Instanzen der Lenkradberührungssensoren 35 von 1 als Lenkradberührungssensoren 35A, 35B und 35C dar, die auf verschiedene Stellen am Lenkrad 14 verteilt sind. Ausführungsformen können eine oder mehrere Instanzen der Lenkradberührungssensoren 35 umfassen. Verschiedene Typen von Berührungsgesten an spezifischen Berührungsorten (z.B. bei den Lenkradberührungssensoren 35A - 35C) können zu unterschiedlichen haptischen Rückmeldungen durch einen oder mehrere Lenkungssystemaktoren führen, etwa einem Lenkungsaktormotor 19, einem Teleskopaktor 21 und einem Neigungsaktor 23. Der Lenkungsaktormotor 19 der Lenkungsassistenzeinheit 18 wird typischerweise genutzt, um eine Torsionskraftunterstützung der elektronischen Servolenkung bereitzustellen. Der Teleskopaktor 21 wird typischerweise genutzt, um das Lenkrad 14 in axiale Richtung näher zu dem Fahrer hin oder weiter von diesem weg zu justieren. Der Neigungsaktor 23 wird typischerweise genutzt, um das Lenkrad 14 zur Bequemlichkeit des Fahrers vertikal zu justieren/zu neigen. Ausführungsformen nutzen einen oder mehrere der existierenden Aktoren 19, 21 und 23, um eine haptische Rückmeldung auf Berührungssensoreingaben von einem oder mehreren Berührungssensoren 35 bereitzustellen.
  • In einigen Ausführungsformen können der Neigungsaktor 23 und der Teleskopaktor 21 in Verbindung mit den Berührungssensoren 35 genutzt werden, um in Ansprechen auf das Detektieren einer oder mehrerer Bewegungen verschiedene Justierungen zu unterstützen, sowie um eine haptische Rückmeldung bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann einer oder können mehrere der Berührungssensoren 35 beispielsweise genutzt werden, um anzuzeigen, ob der Fahrer den Neigungsaktor 23 justieren möchte, indem ein Finger in eine vertikale Richtung gewischt wird, z.B. ein Wischen nach oben für ein Bewegen der Neigung nach oben und ein Wischen nach unten für eine Bewegung der Neigung nach unten durch den Neigungsaktor 23. Beim Detektieren einer anderen Bewegung, etwa einer Antippbewegung (z.B. einmaliges Tippen, doppeltes Tippen oder dergleichen), von einem oder mehreren der Berührungssensoren 35 kann die Neigungsbewegung gestoppt werden, wenn sich der Neigungsaktor 23 bei der gewünschten Position befindet. Zum Justieren der Teleskopposition unter Verwendung des Teleskopaktors 21 kann der Fahrer über einen oder mehrere der Berührungssensoren 35 wischen. Beim Detektieren einer anderen Bewegung durch einen oder mehrere der Berührungssensoren 35, etwa eine Antippbewegung (z.B. einmaliges Antippen, doppeltes Antippen oder dergleichen) kann der Teleskopaktor 21 gestoppt werden.
  • Andere Beispiele für Funktionen, die unter Verwendung eines oder mehrerer der Berührungssensoren 35 gesteuert werden können, umfassen das Ersetzen oder Verbessern vieler der Bedienelemente, die typischerweise mit Lenkradschaltern oder berührungsempfindlichen Bildschirmen und Schaltern an der Mittelkonsole bereitgestellt werden. Beispiele umfassen Bedienelemente des Unterhaltungssystems, Bedienelemente für Fahrzeuginformationen/Konfigurationen, das Beantworten von Telefonanrufen, Navigationsbedienelemente, Bedienelemente für einen Tempomat und für Heizung/Kühlung und dergleichen.
  • 3 veranschaulicht eine Frontansicht eines Lenkrads 14 eines Lenkungssystems, etwa des Lenkungssystems 12, 12A von 1 - 2 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. In dem Beispiel von 3 sind die Lenkradberührungssensoren 35A, 35B und 35C an einem Rand 17 des Lenkrads 14 montiert und sie können daher als am Rand montierte Lenkradberührungssensoren bezeichnet werden. Lenkradberührungssensoren 35D, 35E und 35F sind an jeweiligen Speichen 15A, 15B und 15C des Lenkrads 14 montiert und können daher als an Speichen montierte Lenkradberührungssensoren bezeichnet werden. Ein Lenkradberührungssensor 35G ist an einer Nabe 13 des Lenkrads 14 montiert und kann daher als ein an einer Nabe montierter Lenkradberührungssensor bezeichnet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Lenkradberührungssensor 35G in eine stationäre Nabenkonstruktion eingebaut sein. Die Kombination der Lenkradberührungssensoren 35A - 35G kann ermöglichen, dass eine Eingabesteuerung in vielen Formen und Richtungen empfangen wird, was zu unterschiedlichen haptischen Rückmeldungsantworten führen kann. Beispielsweise kann ein Tippen auf die Lenkradberührungssensoren 35A oder 35C - 35G zu einer axialen haptischen Rückmeldung in Form einer axialen Beschleunigung führen, die von dem Teleskopaktor 21 von 2 ausgegeben werden soll, während ein Tippen auf den Lenkradberührungssensor 35B (der sich bei der Zwölf-Uhr-Position am Lenkrad 14 befindet) zu einer vertikalen haptischen Rückmeldung in Form einer vertikalen Beschleunigung führen kann, die von dem Neigungsaktor 23 von 2 ausgegeben werden soll. Eine Wischbewegung entlang eines oder mehrerer der Lenkradberührungssensoren 35A - 35C entlang des Rands 17 kann zu einer torsionalen haptischen Rückmeldung in Form einer torsionalen Beschleunigung führen, die von dem Lenkungsaktormotor 19 von 1 und 2 ausgegeben werden soll. Einige Gesten können eine gleichzeitige oder sequentielle Antwort aus einer Kombination der Aktoren 19, 21 und/oder 23 hervorrufen. Außerdem können die Amplitude der Antwort, die Frequenz der Antwort und/oder die Zeitdauer der Antwort zum Beispiel in Abhängigkeit von dem Betrag der aufgebrachten Kraft, der Bewegungsrate und/oder der Dauer einer Geste variieren, die auf die Lenkradberührungssensoren 35A - 35G aufgebracht wird.
  • Ausführungsformen koppeln den Typ der Eingabe mit einer geeigneten haptischen Rückmeldung. Zum Beispiel kann eine haptische Antwort auf das Tippen auf eine Lenkradspeiche 15 in die vertikale Richtung eine torsionale haptische Antwort sein. Ein vertikales Tippen auf die Oberseite des Lenkradrands 17 kann zu einer vertikalen haptischen Antwort von dem Neigungsaktor 23 führen. Die haptische Rückmeldung kann unter Verwendung der Kenntnis von Dynamiken von Anlagenaktoren synthetisiert werden (z.B. Antworten des Lenkungsaktormotors 19, des Teleskopaktors 21 und/oder des Neigungsaktors 23 durch verschiedene Übertragungselemente). Dies trägt zu der Sicherstellung bei, dass die Rückmeldung natürlich ist. Wenn es beispielsweise die Notwendigkeit gibt, eine haptische Rückmeldung wie etwa ein Tastenklicken zu erhalten, werden die Beschleunigungsprofile an der Hand erfasst, aber an dem Teleskopaktor 21 und/oder dem Neigungsaktor 23 erzeugt, die mehrere mechanische Übertragungsstrecken entfernt sind. Das Modellieren der Aktordynamiken des Lenkungsaktormotors 19, des Teleskopaktors 21 und/oder des Neigungsaktors 23 ermöglicht das Erreichen einer gewünschten haptischen Antwort.
  • 4 veranschaulicht ein System 100 zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente des Lenkungssystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
  • Das System 100 enthält das Steuerungsmodul 40 und empfängt Daten von einem oder mehreren der Berührungssensoren 35 (1 - 3). In verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 40 ein oder mehrere Teilmodule und Datenspeicher enthalten, etwa ein Modul 102 zur Detektion von Eingaben von Berührungssensoren und ein Modul 104 zum Ansteuern von Aktoren für eine haptische Antwort. Die Begriffe Modul und Teilmodul bezeichnen, so wie sie hier verwendet werden, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Wie festzustellen ist, kann das in 4 gezeigte Steuerungsmodul 40 weiter unterteilt werden und zusätzliche Steuerungselemente enthalten, die auf dem Gebiet der Systeme zur Lenkungssteuerung bekannt sind. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 40 oder ein anderes (nicht dargestelltes) Modul des Fahrzeugs 10 von 1 bekannte Techniken zur Lenkungssteuerung des Lenkungssystems 12, 12A von 1 und 2 implementieren.
  • Eingaben in das Steuerungsmodul 40 können von den Sensoren 33 und 35 (1 - 3) des Fahrzeugs 10 (1) sowie von anderen (nicht dargestellten) Sensoren erzeugt werden. Zudem können Eingaben von anderen (nicht gezeigten) Steuerungsmodulen innerhalb des Fahrzeugs 10 (1) empfangen werden. Eine Berührungssensoreingabe 110 kann eine Lenkradsensoreingabe 112 von einem oder mehreren der Lenkradberührungssensoren 35A - 35G (3) des Lenkungssystems 12, 12A (1 und 2) umfassen. Das Modul 102 zur Detektion von Eingaben von Berührungssensoren beschafft die Berührungssensoreingabe 110 und erkennt einen Typ 106 einer Berührungsgeste der Berührungssensoreingabe 110. Das Modul 102 zur Detektion von Eingaben von Berührungssensoren kann außerdem einen Berührungsort 108 des Typs 106 der Berührungsgeste bestimmen, etwa eine spezielle Position/Region an dem Lenkrad 14 (1 - 3). Eine Berüh-Ausgeben der vertikalen haptischen Rückmeldung 122 führen. Analog kann eine Wischbewegung entlang des Rands 17 des Lenkrads 14 zum Ausgeben der torsionalen haptischen Rückmeldung 118 führen, während eine Wischbewegung nach oben oder nach unten an der Nabe 13 des Lenkrads 14 zum Ausgeben der vertikalen haptischen Rückmeldung 122 führen kann. Es versteht sich, dass über die hier bereitgestellten Beispiele hinaus viele Variationen und Kombinationen möglich sind.
  • Die torsionale haptische Rückmeldung 118 kann eine torsionale Beschleunigung zu der Ausgabe des Lenkungsaktormotors 19 (1 und 2) hinzufügen. Die axiale haptische Rückmeldung 120 kann eine axiale Beschleunigung zur Ausgabe des Teleskopaktors 21 (2) hinzufügen. Die vertikale haptische Rückmeldung 122 kann eine vertikale Beschleunigung zu der Ausgabe des Neigungsaktors 23 ( 2) hinzufügen. Die Größe der Beschleunigung kann feststehend sein oder auf der Grundlage eines erfassten Kraftniveaus variieren, das zusammen mit dem Typ 106 der Berührungsgeste bei den Lenkradberührungssensoren 35 detektiert wird. Auch andere Aspekte der haptischen Rückmeldung 118 - 122 können auf der Grundlage des Typs 106 der Berührungsgeste variieren, etwa eine Antippgeste gegenüber einer Wischgeste, und Aspekte der Antworten können in der Zuordnung 124 der haptischen Rückmeldung definiert sein.
  • 5 veranschaulicht eine Strecke 200 der haptischen Rückmeldung zum Übertragen einer gewünschten haptischen Beschleunigung durch ein Lenkungssystem, und wird in weiterer Bezugnahme auf 1 - 4 beschrieben. Die Strecke 200 der haptischen Rückmeldung kann in das Lenkungssystem 12, 12A eingebaut sein. Eine haptische Synthese 202 definiert Steuerungssignale für eine Motorsteuerung 204 zum Anlegen an einen Motor 206, beispielsweise unter Verwendung inverser Anlagenmodelle von elektromechanischen Dynamiken des Lenkungssystems 12, 12A. Zum Erreichen einer gewünschten haptischen Beschleunigung 210 am Lenkrad 14 berücksichtigt die haptische Synthese 202 elektrische und mechanische rungssensorkonfiguration 116 kann Konfigurationsinformationen hinsichtlich der Zuordnung spezieller Berührungssensoren 35 zu Stellen auf dem Lenkrad 14 definieren. In einigen Ausführungsformen wird von dem Lenkradpositions/Geschwindigkeitssensor 33 auch eine erfasste Lenkradposition 115 (z.B. eine Winkelposition) bei dem Modul 102 zur Detektion von Eingaben von Berührungssensoren empfangen, um einen Bezugsrahmen der Lenkradberührungssensoren 35A - 35G relativ zu einer aktuellen Position des Lenkrads 14 zu justieren. Beispielsweise kann die vertikale haptische Rückmeldung 122 in Ansprechen auf eine Antippgeste an dem Lenkradberührungssensor 35A oder 35C bereitgestellt werden, wenn eine Drehung des Lenkrads 14 den Lenkradberührungssensor 35A oder 35C an der Zwölf-Uhr-Position platziert. Alternativ kann der Bezugsrahmen der Lenkradberührungssensoren 35A - 35G feststehend bleiben, um eine haptische Rückmeldung unabhängig von der aktuellen Position des Lenkrads 14 zu erzeugen.
  • Das Modul 104 zum Ansteuern von Aktoren für eine haptische Antwort bestimmt eine gewünschte haptische Rückmeldung, die dem Typ 106 der Berührungsgeste zugeordnet ist, und steuert einen Lenkungssystemaktor 19, 21 und/oder 23, um eine haptische Antwort auf der Grundlage der gewünschten haptischen Rückmeldung zu erzeugen. Das Modul 104 zum Ansteuern von Aktoren für eine haptische Antwort kann die gewünschte haptische Rückmeldung auch auf der Grundlage des Berührungsorts 108 bestimmen. Das Modul 104 zum Ansteuern von Aktoren für eine haptische Antwort kann zwischen: einer torsionalen haptischen Rückmeldung 118 und/oder einer axialen haptischen Rückmeldung 120 und/oder einer vertikalen haptischen Rückmeldung 122 für die gewünschte haptische Rückmeldung auf der Grundlage einer Indizierung des Typs 106 der Berührungsgeste und des Berührungsorts 108 mit Bezug auf eine Zuordnung 124 der haptischen Rückmeldung wählen. Zum Beispiel kann eine Antippbewegung an einem Ort auf dem Lenkrad 14 zum Ausgeben der axialen haptischen Rückmeldung 120 führen, und die gleiche Antippbewegung an einem anderen Ort auf dem Lenkrad 14 kann zum Eigenschaften der Antwort der Motorsteuerung 204, des Motors 206 (z.B. Lenkungsaktormotor 19, Teleskopaktor 21 oder Neigungsaktor 23), des mechanischen Getriebes 208 (z.B. Lenkwelle 16) und des Lenkrads 14. Folglich kann die haptische Synthese 202, die für die torsionale haptische Rückmeldung 118, die axiale haptische Rückmeldung 120 und die vertikale haptische Rückmeldung 122 verwendet wird, für jede gewünschte Antwort auf der Grundlage der Eigenschaften, die für jeden Aktor 19, 21, 23 spezifisch sind, und seines jeweiligen Montageorts angepasst werden. Definitionen für die haptische Synthese 202 können beispielsweise in der Zuordnung 124 der haptischen Rückmeldung als Einstellungen oder Funktionen des Steuerungssystems gespeichert sein.
  • 6 veranschaulicht einen Prozess 300 für eine haptische Rückmeldung für Bedienelemente eines Lenkungssystems. Der Prozess 300 wird mit weiterer Bezugnahme auf 1 - 5 beschrieben. Der Prozess 300 kann durch das Steuerungsmodul 40 von 1 und 4 ausgeführt werden. Bei Block 302 beschafft das Steuerungsmodul 40 eine Berührungssensoreingabe 110 von einem oder von mehreren Berührungssensoren 35 eines Lenkungssystems 12, 12A. Bei Block 304 wird ein Typ 106 der Berührungsgeste der Berührungssensoreingabe 110 erkannt. Der Typ 106 der Berührungsgeste kann zwischen einer Antippbewegung, die von dem einem oder den mehreren Berührungssensoren 35 detektiert wird, und einer Wischbewegung, die von dem einen oder den mehreren Berührungssensoren 35 detektiert wird, unterscheiden. Bei Block 306 wird eine gewünschte haptische Rückmeldung bestimmt, die dem Typ 106 der Berührungsgeste zugeordnet ist. Bei Block 308 wird ein Aktor 19, 21 und/oder 23 des Lenkungssystems gesteuert, um eine haptische Antwort auf der Grundlage der gewünschten haptischen Rückmeldung zu erzeugen. Das Steuerungsmodul 40 kann außerdem einen Berührungsort 108 des Typs 106 der Berührungsgeste bestimmen und die gewünschte haptische Rückmeldung kann auf dem Berührungsort 108 beruhen. Die haptische Antwort kann eine gewünschte haptische Beschleunigung 210 sein, die durch die torsionale haptische Rückmeldung 118 und/oder die axiale haptische Rückmeldung 120 und/oder die vertikale haptische Rückmeldung 122 gekennzeichnet ist.

Claims (12)

  1. System (100) zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente eines Lenkungssystems (12), wobei das System (100) umfasst: ein Modul (102) zur Detektion von Eingaben von Berührungssensoren (35), das eine Berührungssensoreingabe in Form einer Berührungsgeste von einem oder mehreren Berührungssensoren (35) des Lenkungssystems (12) beschafft und einen Typ und Ort der Berührungsgeste erkennt; und ein Modul (104) zum Ansteuern von Aktoren (19, 21, 23) für eine haptische Antwort, das eine gewünschte haptische Rückmeldung bestimmt, die dem Typ der Berührungsgeste zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (104) zum Ansteuern von Aktoren (19, 21, 23) für eine haptische Antwort über den Typ und Ort der Berührungsgeste und eine haptische Rückmeldungszuordnung (124) die gewünschte haptische Rückmeldung wählt und einen Lenkungssystemaktor (19, 21, 23) ansteuert, damit er eine haptische Antwort auf der Grundlage der gewünschten haptischen Rückmeldung erzeugt.
  2. System (100) nach Anspruch 1, wobei das Modul (104) zum Ansteuern von Aktoren (19, 21, 23) für eine haptische Antwort zwischen einer torsionalen haptischen Rückmeldung (118) und/oder einer axialen haptischen Rückmeldung (120) und/oder einer vertikalen haptischen Rückmeldung (122) für die gewünschte haptische Rückmeldung wählt.
  3. System (100) nach Anspruch 2, wobei der Lenkungssystemaktor einen Lenkungsaktormotor (19) und/oder einen Teleskopaktor (21) und/oder einen Neigungsaktor (23) umfasst und wobei die torsionale haptische Rückmeldung (118) ferner eine torsionale Beschleunigung zu der Ausgabe des Lenkungsaktormotors (19) hinzufügt, die axiale haptische Rückmeldung (120) eine axiale Beschleunigung zu der Ausgabe des Teleskopaktors (21) hinzufügt und die vertikale haptische Rückmeldung (122) eine vertikale Beschleunigung zu der Ausgabe des Neigungsaktors (23) hinzufügt.
  4. System (100) nach Anspruch 3, wobei Anlagenaktordynamiken von dem Lenkungsaktormotor (19) und/oder dem Teleskopaktor (21) und/oder dem Neigungsaktor (23) verwendet werden, um die gewünschte haptische Rückmeldung zu synthetisieren.
  5. System (100) nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Berührungssensoren (35) einen am Lenkradrad montierten Berührungssensor (35A-35C) und/oder einen an einer Lenkradspeiche (15) montierten Berührungssensor (35D-35F) und/oder einen an einer Lenkradnabe (17) montierten Berührungssensor (35G) umfasst/umfassen.
  6. System (100) nach Anspruch 1, wobei der Typ der Berührungsgeste zwischen einer Antippbewegung, die von dem einen oder den mehreren Berührungssensoren (35) detektiert wird, und einer Wischbewegung unterscheidet, die von dem einen oder den mehreren Berührungssensoren (35) detektiert wird.
  7. Verfahren (300) zur haptischen Rückmeldung für Bedienelemente eines Lenkungssystems (12), wobei das Verfahren umfasst, dass: von einem Steuerungsmodul (102) eine Berührungssensoreingabe von einem oder mehreren Berührungssensoren (35) des Lenkungssystems (12) beschafft wird; ein Typ einer Berührungsgeste der Berührungssensoreingabe erkannt wird; und ein Berührungsort des Typs der Berührungsgeste bestimmt wird; dadurch gekennzeichnet, dass eine gewünschte haptische Rückmeldung über den Typ und Ort der Berührungsgeste und eine haptische Rückmeldungszuordnung (124) gewählt wird; und ein Lenkungssystemaktor (19, 21, 23) angesteuert wird, um auf der Grundlage der gewünschten haptischen Rückmeldung eine haptische Antwort zu erzeugen.
  8. Verfahren (300) nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass zwischen einer torsionalen haptischen Rückmeldung (118) und/oder einer axialen haptischen Rückmeldung (120) und/oder einer vertikalen haptischen Rückmeldung (122) für die gewünschte haptische Rückmeldung gewählt wird.
  9. Verfahren (300) nach Anspruch 8, wobei der Lenkungssystemaktor einen Lenkungsaktormotor (19) und/oder einen Teleskopaktor (21) und/oder einen Neigungsaktor (23) umfasst, und wobei die torsionale haptische Rückmeldung (118) ferner eine torsionale Beschleunigung zu einer Ausgabe des Lenkungsaktormotors (19) hinzufügt, die axiale haptische Rückmeldung (120) eine axiale Beschleunigung zu einer Ausgabe des Teleskopaktors (21) hinzufügt und die vertikale haptische Rückmeldung (122) eine vertikale Beschleunigung zu einer Ausgabe des Neigungsaktors (23) hinzufügt.
  10. Verfahren (300) nach Anspruch 9, wobei Anlagenaktordynamiken des Lenkungsaktormotors (19) und/oder des Teleskopaktors (21) und/oder des Neigungsaktors (23) verwendet werden, um die gewünschte haptische Rückmeldung zu synthetisieren.
  11. Verfahren (300) nach Anspruch 7, wobei der eine oder die mehreren Berührungssensoren (35) einen am Lenkradrand montierten Berührungssensor (35A-35C) und/oder einen an einer Lenkradspeiche (15) montierten Berührungssensor (35D-35F) und/oder einen an einer Lenkradnabe (17) montierten Berührungssensor (35G) umfasst/umfassen.
  12. Verfahren (300) nach Anspruch 7, wobei der Typ der Berührungsgeste unterscheidet zwischen einer Antippbewegung, die durch den einen oder die mehreren Berührungssensoren detektiert wird, und einer Wischbewegung, die durch den einen oder die mehreren Berührungssensoren detektiert wird.
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