DE19757379A1 - Arrangement for optimizing man-machine dialogue, especially for motor vehicles - Google Patents

Arrangement for optimizing man-machine dialogue, especially for motor vehicles

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DE19757379A1
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engine
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pedal
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Todor Dimitriev
Dimiter Dimitriev
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/38—Controlling members actuated by foot comprising means to continuously detect pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/02—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by hand, foot, or like operator controlled initiation means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce

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Abstract

The arrangement evaluates the processes in the machine with the aim of optimizing control, i.e. lower consumption. The arrangement presents the human with direct, easily understood information via his control elements e.g. hands, feet, whereby it supports him/her ergonomically during handling of the machine, especially by pressing on the pedals.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Einrichtung zur Optimierung des Dialogs Mensch/Maschine kann überall dort angewendet werden, wo eine Maschine, insbesondere ein Fahrzeug, vom Menschen gesteuert wird, wobei die stufenlosen Bewegungen der Hand oder/und des Fußes Änderungen der Maschinenparameter (z. B. Geschwindigkeit des Fahrzeuges) herbeiführen, die vom Mensch gewollt sind, aber mit den technischen Forderungen für optimale Nutzung (Verbrauch, Umweitbelastung etc.) nicht immer übereinstimmen. Also ist eine Anpassung notwendig, zu der der Mensch zwar bereit, aber - sei es aus Unkenntnis oder mangelnder Konzentration - nicht in der Lage ist.The device for optimizing the human / machine dialogue can can be used wherever a machine, especially a Vehicle that is controlled by humans, being the stepless Movements of the hand and / or foot changes the Machine parameters (e.g. vehicle speed) bring about that are wanted by humans, but with the technical Requirements for optimal use (consumption, environmental pollution, etc.) do not always match. So an adjustment is necessary to the man is ready, but - be it due to ignorance or lack Concentration - is unable.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind Einrichtungen, die die optimale Handhabung der Leistungssteuerungsorgane, insbesondere des Gaspedals, anstreben.Facilities are known that optimize the handling of the Strive for power control organs, especially the accelerator pedal.

Die Nachteile dieser Einrichtungen sind:
The disadvantages of these facilities are:

  • - Die Möglichkeiten des Motors können, unabhängig von der Lastsituation, nicht voll oder nur erschwert ausgeschöpft werden, weil bestimmte Stellbereiche bzw. Stellgeschwindigkeiten gesperrt sind, wie z. B. bei DE 29 30 935, DE 32 34 479, DE 42 41 805, DE 27 23 562, DE 36 22 260, DE 30 05 053. Zusammengefaßt bedeutet das, daß diese Einrichtungen den Fahrer einschränken, anstatt ihn über die Lastsituation zu informieren und ihm die Entscheidung zu überlassen.- The possibilities of the engine, regardless of the Load situation, not fully or only with difficulty, because certain control ranges or control speeds are blocked, such as B. with DE 29 30 935, DE 32 34 479, DE 42 41 805, DE 27 23 562, DE 36 22 260, DE 30 05 053. In summary, this means that this Facilities restrict the driver rather than over the driver Inform the load situation and let him decide.
  • - Der Fahrer erhält zu wenig Unterstützung bei physiologisch komplizierten Bewegungen, z. B. beim kontrollierten langsamen Niederdrücken des Gaspedals bei Beschleunigung.- The driver receives too little support with physiological complicated movements, e.g. B. in the controlled slow Depress the accelerator pedal when accelerating.
  • - Der Fahrer erhält Information über den optimalen Drehbereich (DE 26 49 243), jedoch keinen Hinweis, wie er reagieren soll.- The driver receives information about the optimal turning range (DE 26 49 243), but no clue how to react.
  • - Der Fahrer bekommt zwar Informationen mittels der Meßgeräte oder zusätzlicher Signale, aber sie müssen von ihm erst einmal ausgewertet werden, was ihn belastet und ablenkt.- The driver receives information by means of the measuring devices or additional signals, but they have to be evaluated by him first become what burdens and distracts him.

Für die anderen Steuerorgane, wie Kupplungs- und Bremspedal sind keine Einrichtungen bekannt, die ihre Handhabung erleichtern. Dabei sei ausdrücklich betont, daß es sich hier nicht um Einrichtungen handelt, die den Fahrer ersetzen sollen, weil dieser nicht in der Lage sei so schnell zu reagieren (z. B. ABS, ATS etc.), sondern um Einrichtungen, die ihm im "Regelfall" die Steuerarbeit erleichtern. For the other controls, such as clutch and brake pedals no facilities known to facilitate their handling. Be there expressly emphasizes that these are not institutions which should replace the driver because he is unable to do so quickly react (e.g. ABS, ATS etc.), but to establish facilities that "Normally" make tax work easier.  

AufgabenstellungTask

Einrichtung, die die Steuerarbeit des Fahrers im Regelfall erleichtert, und zwar:
Device that generally facilitates the driver's tax work, namely:

  • - der Fahrer bekommt auf direktem Wege, d. h. über seine Steuerorgane, Informationen über die aktuelle Situation (z. B. Motor- und Bremsreserve, Kuppelvorgang) zusammen mit dem Hinweis , wie wieder bzw. weiter eine optimale Steuerung zu erreichen ist, ohne daß seine Entscheidungen eingeschränkt werden,- the driver receives directly, i.e. H. through its tax organs, Information about the current situation (e.g. engine and Brake reserve, coupling process) together with the note how optimum control can be achieved again or further without his decisions are restricted,
  • - die Information wird so gestaltet, daß der Fahrer sie ohne spezielle Kenntnisse richtig deuten kann,- The information is designed so that the driver can use it without special Can correctly interpret knowledge,
  • - die Bedienung der Steuereinrichtungen (Pedale, Manuale etc.) wird ergonomisch gestaltet.- The control devices (pedals, manuals, etc.) are operated ergonomically designed.
Lösungsolution

Einrichtung in Form eines Expertensystems, das mittels vorhandener oder hinzugefügter Sensoren die Betriebssituation erfaßt und anhand dessen den Fahrer bei der Realisierung seiner Wünsche unterstützt, wobei die Verbindung ausschließlich über die Steuerorgane des Fahrers, insbesondere seine Füße, erfolgt.Establishment in the form of an expert system that can be done using existing or added sensors recorded the operating situation and based on this supports the driver in realizing his wishes, whereby the Connection only via the driver's controls, especially his feet.

Bei der Führung eines Fahrzeuges werden die einzelnen Steuervorgänge folgendermaßen gestaltet:When driving a vehicle, the individual control processes designed as follows:

Beschleunigen (Niederdrücken des Gaspedals)Accelerate (depress the accelerator pedal)

Die Schwierigkeit bei diesem Vorgang besteht darin, daß eine hinsichtlich Motor- und Kraftstoffverbrauch optimale Beschleunigung eine kontrollierte d. h. den Möglichkeiten des Motors angepaßte, verhältnismäßig langsame Fußbewegung erfordert, die aber sehr oft - aus Unkenntnis, Müdigkeit oder mangelnder Konzentration - in einen ruckartigen Tritt ausartet, der den Motor sinnlos bis zum Abwürgen treibt. In diesem Fall fehlt also ein regelbarer Gegendruck, der den "Tritt" in eine optimale Steuerung verwandelt. Erfindungsgemäß soll der Vorgang folgendermaßen ablaufen:
The difficulty with this process is that optimal acceleration in terms of engine and fuel consumption requires controlled, relatively slow foot movement that is adapted to the possibilities of the engine, but which very often - out of ignorance, tiredness or lack of concentration - turns into a jerky step, that senselessly drives the engine to stall. In this case there is no adjustable back pressure, which turns the "kick" into an optimal control. According to the invention, the process should proceed as follows:

  • - Zur besseren Dosierbarkeit beim Gasgeben wird dem Fuß ein kleiner Gegendruck entgegegesetzt, der sich proportional zur Pedalgeschwindigkeit verhält.- For better dosing when accelerating, the foot becomes a little smaller Opposed pressure, which is proportional to the Pedal speed behaves.
  • - Die Annäherung an die Grenze des in bezug auf Verbrauch und Abnutzung optimalen Bereichs wird durch einen nur der Information dienenden erhöhten Gegendruck signalisiert.- Approaching the limit in terms of consumption and Optimal area wear is caused by only the information serving increased back pressure signals.
  • - Die Grenze des optimalen Bereichs wird ständig ermittelt, d. h. der Gegendruck folgt permanent der Lastsituation.- The limit of the optimal range is constantly determined, i. H. of the Back pressure constantly follows the load situation.
  • - Das Medium, das den Gegendruck erzeugt, hat eine Elastizität, die nach erfolgter Beschleunigung (der Druck des Fußes läßt nach) das Gaspedal zwecks Senkung des Verbrauchs in eine Lage drängt die für die Aufrechterhaltung der erreichten Geschwindigkeit noch ausreichend ist.- The medium that creates the back pressure has an elasticity that after acceleration (the pressure of the foot decreases) that Accelerator pedal to reduce fuel consumption in one position  maintaining the speed still achieved is sufficient.

Infolgedessen braucht der Fahrer seinem Wunsch nach einer bestimmten Beschleunigung nur durch entsprechenden Druck Ausdruck zu geben, die Ausführung geschieht im Zusammenspiel zwischen Fuß- und Gegendruck. Ist die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, vermindert der Fahrer instinktiv den Druck auf das Pedal, und das elastische Medium drängt das Pedal in Richtung Gasverminderung.As a result, the driver needs his or her desire for a specific one To express acceleration only by appropriate pressure, the Execution takes place in the interaction between foot and Back pressure. When the desired speed is reached, the speed decreases Driver instinctively presses on the pedal, and the elastic medium pushes the pedal in the direction of gas reduction.

Die Stärke des Gegendrucks kann individuell der physischen Kraft des Fahrers angepaßt werden.The strength of the back pressure can be customized to the physical strength of the Be adjusted driver.

Laständerung bei unveränderter PedallageChange in load with unchanged pedal position

Eine Laständerung (Straßengefälle, Windstärke etc.) wird vom Fahrer aus Unerfahrenheit, Müdigkeit o. ä. sehr oft übersehen: die Pedallage bleibt unverändert, der Motor gerät aus dem Optimalbereich, Verbrauch und Abnutzung steigen. Erfindungsgemäß wird diese Situation folgendermaßen vermieden:
A change in load (road gradient, wind force etc.) is often overlooked by the driver due to inexperience, tiredness or the like: the pedal position remains unchanged, the engine gets out of the optimal range, consumption and wear and tear. According to the invention, this situation is avoided as follows:

  • - Wird durch die Laständerung der Optimalbereich verlassen, wird der Fahrer über sein Steuerorgan (z. B. Fuß) durch richtungsweisende Erschütterungen informiert:
    bei Unterbelastung in Richtung Niederdrücken d. h. Gasgeben oder höher schalten
    bei Überbelastung in Richtung Loslassen d. h. Gas wegnehmen oder herunterschalten    - If the optimal range is left due to the change in load, the driver is informed via his control unit (e.g. foot) by directional vibrations:
    in the event of underloading in the direction of depression, ie accelerate or higher
    in the event of an overload in the direction of releasing, ie take off the gas or downshift
  • - Reagiert der Fahrer nicht auf die Erschütterungen (ihre Stärke ist individuell eingestellbar), werden sie nach gewisser Zeit ausgeblendet und erscheinen erst wieder bei neuerlichen Änderungen der Situation.- The driver does not respond to the shocks (their strength is individually adjustable), they are hidden after a certain time and only appear again when the situation changes again.
  • - Die Erschütterungen werden so gestaltet, daß sie an Abwürgen bzw. Freilauf des Motors erinnern.- The vibrations are designed in such a way that they Remind the engine freewheel.
KuppelnCouple

Die Schwierigkeit bei diesem Vorgang besteht in der Ungewißheit darüber:
The difficulty with this process is the uncertainty about it:

  • - in welcher Stellung des Kupplungspedals der Kuppelvorgang beginnt,- in which position of the clutch pedal the coupling process begins,
  • - wie sich die Umdrehungen der Räder bzw. des Motors beim Kuppelvorgang ändern und- How the revolutions of the wheels or the motor at Change coupling process and
  • - wann der Fahrer das Kupplungspedal loslassen kann.- When the driver can release the clutch pedal.

Jeder Fahrer, der das Fahrzeug wechselt, besonders aber der unerfahrene, hat mit diesem Problem zu kämpfen, es verärgert ihn und erhöht gleichzeitig den Verschleiß der Kupplung.Every driver who changes the vehicle, but especially the inexperienced, is struggling with this problem, it annoys him and increases at the same time the wear of the clutch.

Erfindungsgemäß wird dem Fahrer folgendermaßen geholfen:
Tritt der Fahrer auf das Kupplungspedal, wird die Verbindung zwischen Motor und Rädern unterbrochen, folglich stehen die Umdrehungszahlen der beiden in keinem vom eingelegten Gang abhängigen, festen Verhältnis. Der Unterschied zwischen dem aktuellen und dem angestrebten Verhältnis wird dem Fahrer über sein Steuerorgan mittels Erschütterungen angezeigt, die in Frequenz und Amplitude der Größe des Unterschiedes entsprechen. Folgende Situationen sind dabei von Interesse:
According to the invention, the driver is helped as follows:
If the driver steps on the clutch pedal, the connection between the engine and the wheels is interrupted, consequently the number of revolutions of the two are not in a fixed ratio depending on the gear engaged. The difference between the current and the desired ratio is displayed to the driver via his control device by means of vibrations which correspond in frequency and amplitude to the size of the difference. The following situations are of interest:

  • - Gang wechseln: Ist der Gang eingelegt, berechnet die Einrichtung das entsprechende Verhältnis und generiert Erschütterungen mit entsprechender Frequenz bzw. Amplitude solange, bis das angestrebte Verhältnis mittels Gaspedal oder/und Kupplungspedal erreicht ist. In diesem Moment bleiben die Erschütterungen aus, und der Fahrer kann in einem Zug kuppeln.- Change gear: If the gear is engaged, the facility calculates this corresponding ratio and generates vibrations with corresponding frequency or amplitude until the desired ratio using the accelerator pedal and / or clutch pedal is reached. At this moment the vibrations are absent, and the driver can clutch in one train.
  • - Anfahren: Ist der erste Gang eingelegt und liegen die Motorumdrehungen über einem Minimalwert, erhält das Steuerorgan des Fahrers einzelne Stöße in Richtung "Kuppeln". Beginnt der Kupplungsvorgang (Motorumdrehungen fallen ab, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges steigt), werden Erschütterungen generiert, deren Amplitude und/oder Frequenz die Abweichung von dem richtigen Verhältnis widerspiegeln, so daß der Fahrer den Vorgang problemlos steuern kann.- Starting off: Is the first gear engaged and are in gear The control unit receives engine revolutions above a minimum value of the driver single impacts in the direction of "domes". The begins Coupling process (engine revs drop, the Speed of the vehicle increases), vibrations become generated, the amplitude and / or frequency of the deviation from reflect the correct ratio so that the driver can Can easily control the process.
BremsenBrakes

Eine Verringerung der Geschwindigkeit auf rutschige Straße erfordert eine dosierte Anwendung des Bremspedals. Die Schwierigkeit bei diesem Vorgang besteht in der Ungewißheit, wie stark der Druck sein darf, ohne daß das Fahrzeug ins Rutschen kommt, d. h. wie weit ist der Gefahrenbereich entfernt. Das System soll dem Fahrer also die Information vermitteln, inwieweit die Bremsverzögerung dem Bremsdruck entspricht. Diese Information wird erfindungsgemäß aus den aktuellen Parametern Geschwindigkeit, Bremsverzögerung und Bremsdruck sowie von den Fahrzeugkennlinien erstellt und dem Fahrer durch Erschütterungen auf sein Steuerorgan übermittelt. Praktisch heißt das: je mehr die Bremsverzögerung unter dem errechneten Referenzwert bleibt, um so stärker (Frequenz, Amplitude) werden die Erschütterungen. Auf diese Weise ist der Fahrer ständig in der Lage, die Bremsreserven abzuschätzen und seine Fahrweise der Situation anzupassen. Dabei sei nochmals betont, daß damit das bekannte ABS nicht ersetzt, sondern dem Fahrer lediglich das Bremsverhalten des Fahrzeuges mittels Erschütterungen veranschaulicht wird.Decreasing speed on slippery roads requires one dosed application of the brake pedal. The difficulty with this The process consists in the uncertainty of how strong the pressure may be without that the vehicle slips, d. H. how far is it Danger area removed. The system should therefore give the driver the Provide information to what extent the braking deceleration Brake pressure corresponds. This information is according to the invention the current parameters speed, deceleration and Brake pressure as well as from the vehicle characteristics and the driver transmitted to his tax body by vibrations. Practical means that: the more the braking deceleration below the calculated reference value remains, the stronger (frequency, amplitude) the vibrations become. In this way, the driver is constantly able to use the braking reserves estimate and adapt his driving style to the situation. Be there again emphasizes that this does not replace the well-known ABS but the Driver only by means of the braking behavior of the vehicle Shocks is illustrated.

Anwendungsgebietfield of use

Das Expertsystem für Steuerung von Tflebwerken ist besonders nützlich für Fahrer
The expert system for controlling lifters is particularly useful for drivers

  • - mit wenig Erfahrung,- with little experience,
  • - die oft das Fahrzeug wechseln,- who often change vehicles,
  • - die keine besonderen Kenntnisse bzw. Interesse für Technik besitzen.- who have no special knowledge or interest in technology.

Das System kann problemlos in vorhandene Triebwerke, Fahrzeuge etc. eingebaut werden, wobei die jeweiligen Geber (Geschwindigkeit, Umdrehungen etc.) mitbenutzt werden. Ein optimaler Einsatz ist natürlich bei Neuentwicklungen gewährleistet. Ein vollständiger Aufbau des Systems ist nicht zwingend erforderlich, es können auch einzelne Funktionen realisiert werden.The system can be easily installed in existing engines, vehicles, etc. be installed, with the respective sensors (speed, Revolutions etc.) can also be used. An optimal use is guaranteed of course with new developments. A complete build the system is not absolutely necessary, individual ones can also Functions can be realized.

Vorteileadvantages

Im Vergleich mit den bekannten Einrichtungen bietet das oben beschriebene System folgende Vorteile:
In comparison with the known devices, the system described above offers the following advantages:

  • - Die Lösung ist umfassend, d. h. beschränkt sich nicht nur auf die Handhabung des Gaspedals, sondern umfaßt die gesamte Steuerung eines Triebwerkes- The solution is comprehensive, i. H. is not limited to the Handling the accelerator pedal, but covers the entire Control of an engine
  • - Die Übermittlung der Information von Maschine zu Mensch erfolgt auf kürzestem Wege - über den Tastsinn des Steuerorgans, wodurch dieser mühelos die Erkenntnis gewinnt, was zu tun ist, damit der Motor optimal läuft.- The information is transmitted from machine to person in the shortest possible way - using the control unit's sense of touch, whereby This effortlessly gains the knowledge of what has to be done so that the Engine runs optimally.
  • - Das System berät den Fahrer diskret, ohne seine Freiheit einzuschränken, und zieht sich zurück, wenn dieser den Hinweisen nicht folgt.- The system advises the driver discreetly without losing his freedom restrict, and withdraws when this clues does not follow.
  • - Anhand der Hinweise ist der Fahrer in der Lage, den Zustand des Fahrzeugs (z. B. Motorleistung, Bremsleistung) einzuschätzen und rechtzeitig Mängel zu beseitigen.- Based on the instructions, the driver is able to determine the condition of the Vehicle (e.g. engine power, braking power) and to remedy defects in time.
Realisierungrealization

Bild 1 zeigt das Blockschaltbild des Systems in maximaler Ausführung. Der Mikrorechner (1) erhält Informationen über Motorumdrehungen (2), Stellung des Gaspedals (3), Fahrzeugsgeschwindigkeit (4), eingelegten Gang (5), Motortemperatur (6), Bremsdruck (7) und Bremsverzögerung (8). Aufgrund dieser Informationen aktiviert der Mikrorechner (1) die Aktoren beim Gaspedal - Pedalassistent (9) und Warnmodul (10); bei der Kupplung - Warnmodul (11); bei der Bremse - Warnmodul (12). Figure 1 shows the block diagram of the system in its maximum version. The microcomputer ( 1 ) receives information about engine revolutions ( 2 ), position of the accelerator pedal ( 3 ), vehicle speed ( 4 ), gear engaged ( 5 ), engine temperature ( 6 ), brake pressure ( 7 ) and brake deceleration ( 8 ). On the basis of this information, the microcomputer ( 1 ) activates the actuators in the accelerator pedal assistant ( 9 ) and warning module ( 10 ); at the coupling - warning module ( 11 ); for the brake warning module ( 12 ).

Bei der Betätigung der Aktoren berücksichtigt der Mikrorechner (1) die individuellen Wünsche des Fahrers, die über den Block (13) eingegeben werden.When the actuators are actuated, the microcomputer ( 1 ) takes into account the driver's individual wishes, which are entered via the block ( 13 ).

Bild 2 bis 5 zeigen mögliche Ausführungen des Gaspedalassistenten (9). Bild 2 zeigt eine pneumatische Lösung, bei der das Gaspedal (91) mit einem Kolben (92) verbunden ist, der in einen Zylinder (93) gleitet, wobei beim Niederdrücken des Pedals das im Zylinder erhaltene Gas (z. B. Luft) durch die Öffnung (94), deren Größe vom Mikrorechner (1) bestimmt wird, gepreßt wird. Beim Loslassen des Pedals kehrt das Gas ungehindert durch das Einwegventil (95) zurück. Bild 3 zeigt eine hydraulische Lösung, bei der statt Gas Flüssigkeit verwendet wird, deren fehlende Elastizität mit Hilfe eines zusätzlichen Kolbens (96) und einer Feder (97) ersetzt wird. Die Funktion bei allen Lösungsvarianten ist die gleiche: Will der Fahrer beschleunigen, drückt er mit einer seinem Wunsch entsprechenden Kraft auf das Gaspedal. Solange der Mikrorechner (1) die Proportion zwischen Gaspedalstellung und Fahrzeuggeschwindigkeit als zulässig (effektiver Bereich) akzeptiert, bleibt die Öffnung (94) offen, und der Fahrer kann leichtgängig das Pedal bedienen, wobei nur der von der Pedalgeschwindigkeit abhängige Gegendruck zu überwinden ist, wodurch die Dosierbarkeit verbessert wird. In der Praxis besteht jedoch fast immer der Wunsch schneller zu beschleunigen, d. h. den Motor in den Grenzbereich zu bringen. In diesem Fall tritt der Mikrorechner in Aktion:
die Öffnung (94) wird je mehr der Motor den effektiven Bereich verläßt um so mehr geschlossen. Infolgedessen erfährt der Fahrer einen Gegendruck, und sein Fuß wird gebremst (konstante Kraft vorausgesetzt). Erhöhen sich jetzt die Motorumdrehungen, d. h. kommt der Motor wieder in den effektiven Bereich, öffnet der Mikrorechner die Öffnung (94), und das Gaspedal kann weiter nach unten geschoben werden. Dieser Vorgang erfolgt in der Praxis natürlich stufenlos - je nach der ausgeübten Kraft wird der Motor mehr oder weniger schnell beschleunigt d. h. mehr oder weniger uneffektiv gefahren. Dieses "mehr oder weniger" wird erfindungsgemäß dem Fahrer veranschaulicht, ohne ihn zu beschränken - er kann leicht den Gegendruck überwinden. Ist die gewünschte Geschwindigkeit erreicht, verringert der Fahrer instinktiv den Druck auf das Gaspedal und die Elastizität des Mediums drängt das Pedal ein Stück zurück, wodurch die Geschwindigkeit beibehalten, der Verbrauch aber reduziert wird. Ist aber der Motor durch die neue Pedalstellung überfordert, bleibt die Öffnung (94) geschlossen, der Gegendruck erreicht sein Maximum, und der Fahrer muß entweder den Gang wechseln oder weiter bewußt uneffektiv fahren. Figures 2 to 5 show possible versions of the accelerator assistant ( 9 ). Figure 2 shows a pneumatic solution in which the accelerator pedal ( 91 ) is connected to a piston ( 92 ) which slides into a cylinder ( 93 ), the gas (e.g. air) obtained in the cylinder passing through when the pedal is depressed the opening ( 94 ), the size of which is determined by the microcomputer ( 1 ), is pressed. When the pedal is released, the gas returns freely through the one-way valve ( 95 ). Figure 3 shows a hydraulic solution that uses liquid instead of gas, the lack of elasticity of which is replaced by an additional piston ( 96 ) and a spring ( 97 ). The function is the same for all solution variants: If the driver wants to accelerate, he presses the accelerator pedal with the force he needs. As long as the microcomputer ( 1 ) accepts the proportion between accelerator pedal position and vehicle speed as permissible (effective range), the opening ( 94 ) remains open and the driver can operate the pedal smoothly, only having to overcome the back pressure dependent on the pedal speed, which means that the meterability is improved. In practice, however, there is almost always a desire to accelerate faster, ie to bring the engine to the limit. In this case, the microcomputer takes action:
The opening ( 94 ) is closed the more the motor leaves the effective area. As a result, the driver experiences back pressure and his foot is braked (assuming constant force). If the engine revs now increase, ie if the engine returns to the effective range, the microcomputer opens the opening ( 94 ) and the accelerator pedal can be pushed further down. In practice, this process is of course infinitely variable - depending on the force exerted, the motor is accelerated more or less quickly, ie it is driven more or less ineffectively. According to the invention, this "more or less" is illustrated to the driver without restricting him - he can easily overcome the back pressure. When the desired speed is reached, the driver instinctively reduces the pressure on the accelerator pedal and the elasticity of the medium pushes the pedal back a bit, which maintains the speed but reduces consumption. However, if the engine is overwhelmed by the new pedal position, the opening ( 94 ) remains closed, the back pressure reaches its maximum, and the driver must either change gear or continue to drive deliberately ineffectively.

Bild 4 und 5 zeigen eine mögliche Ausführung des Blocks (10), der den Fahrer bei Verlassen des Effektivbereiches infolge einer Laständerung informiert. Bild 4 zeigt die Einbaulage , Bild 5 die innere Struktur des Blocks (10). Der Block (10) ist auf das Gaspedal aufgesetzt und elastisch mit ihm verbunden. Dabei berührt er erfindungsgemäß die Schuhspitze des Fahrers und kann ihm die gewünschte Information übermitteln. Mit der Stellung des Fußes kann der Fahrer also die Stärke der Verbindung bestimmen. Der Block besteht aus einer Spule (11) mit Mittelabzweig, in deren Mitte ein elastisch gelagerter magnetischer Kern (14) hin und her pendelt. Ist eine Änderung der Pedallage notwendig geworden, setzt der Mikrorechner die entsprechende Spulenhälfte unter Strom, und der Kern verursacht eine Erschütterung in die notwendige Richtung. Die Rückkehr in die Mittellage erfolgt - um den Fahrer nicht zu irritieren - langsamer, indem der Stromabfall mittels bekannter Schaltungen linear gestaltet wird. Außer der Richtung überträgt der Mikrorechner auch die Größe der Abweichung vom Optimalfall, indem er sowohl die Stärke (den maximalen Stromwert bzw. die Impulslänge) als auch die Frequenz der Erschütterungen regelt. Figures 4 and 5 show a possible version of the block ( 10 ), which informs the driver when he leaves the effective range due to a load change. Figure 4 shows the installation position, Figure 5 the inner structure of the block ( 10 ). The block ( 10 ) is placed on the accelerator pedal and elastically connected to it. According to the invention, he touches the toe of the driver and can transmit the desired information to him. With the position of the foot, the driver can determine the strength of the connection. The block consists of a coil ( 11 ) with a central branch, in the middle of which an elastically mounted magnetic core ( 14 ) oscillates back and forth. If a change in the pedal position has become necessary, the microcomputer energizes the corresponding half of the coil and the core causes a vibration in the required direction. The return to the middle position is slower - so as not to irritate the driver - by making the current drop linear using known circuits. In addition to the direction, the microcomputer also transmits the magnitude of the deviation from the optimal case by regulating both the strength (the maximum current value or the pulse length) and the frequency of the vibrations.

Die Blöcke (11) und (12) sind analog dem Block (10) aufgebaut und befestigt. Soll eine Information mittels Frequenz und Amplitude übertragen werden, gibt der Mikrorechner (1) abwechselnd entsprechende Stromimpulse an die beiden Spulenhälften.The blocks ( 11 ) and ( 12 ) are constructed and fastened analogously to the block ( 10 ). If information is to be transmitted using frequency and amplitude, the microcomputer ( 1 ) alternately sends corresponding current pulses to the two coil halves.

Claims (11)

1. Einrichtung zur Optimierung des Dialogs Mensch-Maschine gekennzeichnet dadurch, daß sie die Prozesse in der Maschine mit dem Ziel - optimale Steuerung d. h. geringerer Verbrauch, geringere Abnutzung - auswertet und dem Menschen die gewonnene Information leicht verständlich direkt über seine Steuerorgane (Hände, Füße) zuführt, wobei sie ihn bei der Ausführung der Handlungen - insbesondere Drucken auf die Pedale bzw. Manuale - ergonomisch unterstützt, ohne ihn in seinen Entscheidungen einzuschränken.1. A device for optimizing the human-machine dialogue characterized in that it evaluates the processes in the machine with the aim of optimal control, ie lower consumption, less wear, and that the information obtained can be easily understood by people directly via their control organs (hands, feet ), ergonomically supporting him in the execution of the actions - especially printing on the pedals or manuals - without restricting him in his decisions. 2. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß - zwecks besserer Dosierbarkeit beim Erhöhen der Umdrehungen des Triebwerkes (z. B. beim Gasgeben) - das Steuerorgan (z. B. der Fuß) des Fahrers einen kleinen, der Pedal- bzw. Manualgeschwindigkeit direkt proportionalen Widerstand zu überwinden hat, der um so größer wird, je mehr das Triebwerk den in bezug auf Verbrauch und Abnutzung optimalen Bereich verläßt, vom Fahrer aber leicht zu überwinden bleibt.2. Device according to main claim 1, characterized in that - for better dosing when increasing the revolutions of the Engine (e.g. when accelerating) - the control element (e.g. the foot) of the Driver a small, the pedal or manual speed directly proportional resistance has to be overcome, the greater is, the more the engine in terms of consumption and Wear leaves optimal area, but easy for the driver remains to be overcome. 3. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 und Anspruch 2 gekennzeichnet dadurch, daß nach erfolgter Erhöhung der Umdrehungen, d. h. wenn der Druck des Steuerorgans nachläßt, das Pedal bzw. Manual zwecks Verbrauchsminderung zurückgedrängt wird.3. Device according to main claim 1 and claim 2 in that after the revolutions have increased, d. H. if the pressure of the control device decreases, the pedal or manual for the purpose Reduction in consumption is pushed back. 4. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß - sollten Laständerungen bei unveränderten Pedal- bzw. Manuallage das Triebwerk aus dem in bezug auf Abnutzung und Verbrauch optimalen Bereich drängen, der Fahrer mittels richtungweisender Stöße, deren Amplitude und Frequenz von der Stärke der Abweichung vom optimalen Bereich abhängig ist, aufgefordert wird, die angedeutete Änderung vorzunehmen, und, sollte er aber nicht darauf reagieren, diese Stöße ausgeblendet und erst bei einer qualitativ neuen Situation eingeschaltet werden.4. Device according to main claim 1, characterized in that - should load changes with unchanged pedal or manual position the engine from the in terms of wear and tear push the optimal area, the driver by means of trend-setting Shocks, their amplitude and frequency from the strength of the deviation depends on the optimal range, is asked which to make the suggested change, and should not, however, change it react, these bumps are hidden and only with a qualitative new situation. 5. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß bei Anfahren des Triebwerkes, was durch die eingeschaltete Übersetzung (Gang) festgestellt wird, das Steuerorgan des Fahrers (z. B. der Fuß) erst ab einer minimalen Drehzahl mit Stößen in Richtung Kuppeln beaufschlagt wird, die mit einsetzendem Kuppeln in Erschütterungen übergehen, deren Amplitude und Frequenz dem Unterschied zwischen dem aktuellen und dem angestrebten d. h. der eingelegten Übersetzung entsprechenden, Verhältnis - Motorumdrehung zu Radumdrehung - direkt proportional sind. 5. Device according to main claim 1, characterized in that at Starting up the engine, which is due to the gear ratio being switched on (Gear) is determined, the driver's control element (e.g. the foot) only from a minimum speed with impacts in the direction of domes is applied, with the onset of domes in vibrations pass, their amplitude and frequency the difference between the current and the intended d. H. the inserted Corresponding ratio - engine revolution to Wheel rotation - are directly proportional.   6. Einrichtung nach Anspruch 5 gekennzeichnet dadurch, daß beim Wechsel von Übersetzungen (Gängen) das Steuerorgan des Fahrers sofort mit den im Anspruch 5 beschriebenen Erschütterungen beaufschlagt wird.6. Device according to claim 5, characterized in that the Change of gear ratios the driver's control body immediately with the vibrations described in claim 5 is applied. 7. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß eine Abweichung der Bremsverzögerung von dem für die Fahrgeschwindigkeit und für den ausgeübten Bremsdruck - optimalen Wert, dem Fahrer über sein Steuerorgan (z. B. Bremsfuß) mittels Erschütterungen, deren Amplitude und Frequenz der Abweichung direkt proportional sind, veranschaulicht wird.7. Device according to main claim 1, characterized in that a Deviation of the braking deceleration from that for the Driving speed and for the applied brake pressure - optimal value, the driver via his control unit (e.g. brake foot) by means of vibrations, the amplitude and frequency of which Deviation are directly proportional, is illustrated. 8. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß sie ein Rechensystem vorteilhafter Mikrorechner beinhaltet, das mittels Geber mit Informationen über Motorumdrehungen, Stellung des Reglers für Umdrehungen (Gaspedal), Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eingelegte Übersetzung (Gang), Motortemperatur, Druck in der Bremsanlage und Bremsverzögerung gespeist wird, die anhand der Motor- bzw. Fahrzeugdaten vom Rechensystem ausgewertet werden, infolge dessen das Regelsystem - unter Berücksichtigung der vom Fahrer eingegebenen Wünsche bezüglich der Form (Stärke, Dauer etc.) der Verbindung - die Aktoren, die bei den verschiedenen Pedalen bzw. Manualen mit den Steuerorganen des Fahrers in Berührung kommen, steuert.8. Device according to main claim 1, characterized in that it a computing system includes advantageous microcomputers, which means Encoder with information about engine revolutions, position of the Regulator for revolutions (accelerator pedal), vehicle speed, engaged gear ratio, engine temperature, pressure in the Brake system and braking deceleration, which is based on the Engine and vehicle data are evaluated by the computing system, as a result the control system - taking into account that of Driver entered wishes regarding the shape (strength, duration etc.) of connection - the actuators used in the different pedals or manuals in contact with the driver’s controls come, controls. 9. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß das Pedal bzw. Manual mit einem Kolben verbunden ist, der bei Erhöhung der Umdrehungen ein Medium mit eigener (bei Gas) oder mittels Zusatzkolben und Feder verliehenen (bei Flüssigkeit) Elastizität durch eine Öffnung drängt, deren Querschnitt vom Regelsystem gesteuert wird, wobei ein bestimmter Gegendruck entsteht, die Bewegung aber dank eines Einwegventils ungebremst in die umgekehrte Richtung erfolgt.9. Device according to main claim 1 and claims 2 and 3 characterized in that the pedal or manual with a Piston is connected, the increase in revolutions Medium with its own (for gas) or by means of an additional piston and spring given elasticity (with liquid) pushing through an opening, whose cross-section is controlled by the control system, with a certain counter pressure arises, but the movement thanks to a One-way valve in the opposite direction. 10. Einrichtung nach Hauptanspruch 1 und Ansprüchen 4, 5, 6, 7 gekennzeichnet dadurch, daß auf den Pedalen bzw. Manualen Warnmodule elastisch aufgesetzt sind, und zwar so, daß sie die Steuerorgane des Fahrers berühren, wobei dieser die Stärke der Verbindung durch die Stellung des Organs bestimmen kann.10. Device according to main claim 1 and claims 4, 5, 6, 7 characterized in that on the pedals or manuals Warning modules are placed elastically, so that they are the Touch the driver's controls, this being the strength of the driver Connection determined by the position of the organ. 11. Einrichtung nach Anspruch 10 gekennzeichnet dadurch, daß ein Warnmodul eine Spule mit Mittenabzweig beinhaltet, in deren Mitte ein vom Spulenstrom getriebener magnetischer Kern in axiale Richtung hin und her pendelt, infolgedessen der Warnblock Stöße in einer durch die Wahl der Spulenhälfte und durch die Form des treibenden Spulenstromes (steil ansteigend und linear absteigend) bestimmten Richtung generiert, wobei die Stärke der Stöße durch eine entsprechende Stromamplitude bzw. Stromimpulsdauer von dem Regelsystem bestimmt wird.11. The device according to claim 10, characterized in that a Warning module includes a coil with a central branch in the middle a magnetic core driven by the coil current in axial Swings back and forth as a result, the warning block bumps in one by the choice of the coil half and by the shape of the driving coil current (steeply increasing and linearly decreasing) certain direction generated, the strength of the shocks by a corresponding current amplitude or current pulse duration from the Control system is determined.
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