EP2790949A1 - Haptisches fahrpedal mit von gleichstrommotor betriebenem aktuator sowie verfahren zum steuern eines haptischen fahrpedals - Google Patents

Haptisches fahrpedal mit von gleichstrommotor betriebenem aktuator sowie verfahren zum steuern eines haptischen fahrpedals

Info

Publication number
EP2790949A1
EP2790949A1 EP12778292.8A EP12778292A EP2790949A1 EP 2790949 A1 EP2790949 A1 EP 2790949A1 EP 12778292 A EP12778292 A EP 12778292A EP 2790949 A1 EP2790949 A1 EP 2790949A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
pedal
motor
haptic
pedal element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12778292.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Wietse Balkema
Udo Sieber
Daniel Henning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2790949A1 publication Critical patent/EP2790949A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B60K26/021—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements with means for providing feel, e.g. by changing pedal force characteristics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B60K26/021—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements with means for providing feel, e.g. by changing pedal force characteristics
    • B60K2026/023—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements with means for providing feel, e.g. by changing pedal force characteristics with electrical means to generate counter force or torque

Definitions

  • Actuator exert a drag on the accelerator pedal, which is a depression of the For example, accelerated pedal from a certain pedal position, so as to represent a haptic perceptible variable pressure point.
  • DE 25 55 429 describes a system for generating tactile or haptic perceptible signals in a vehicle.
  • Amperages are driven by, for example, several amps.
  • the waiting position need not be static, but can be tracked a current position of the pedal element.
  • a sensor detect the current position of the pedal element and a suitable control track the arrangement of the actuator suitable for the current position of the pedal element.
  • the tracking can be controlled so that during the preparation phase still no engagement between the actuator and the pedal element takes place to exclude disturbing factors on the accelerator pedal, the actuator during the preparation phase, however, always arranged so that very short, for example within a few milliseconds, an operative connection with the pedal element can be made and in this way a haptic perceptible signal can be generated quickly.
  • the controller may use the proposed control method as well as any
  • a computer program product may have computer-readable instructions instructing the programmable controller to perform the steps of the respective method.
  • the computer program product may be stored on a computer-readable medium such as a CD, a DVD, a
  • a spring 19 biases the pedal element 5 against the actuating direction 7 towards a rest position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein haptisches Fahrpedal (11) für ein Kraftfahrzeug (1) sowie ein Verfahren zum Steuern eines haptischen Fahrpedals (11) vorgeschlagen. Ein Pedalelement (5) wird von einem Aktuator (13), der über ein durch einen Motor (23) verlagerbares Betätigungselement (27) mit dem Pedalelement (5) zusammenwirken kann, mit einer Kraft entgegen einer Betätigungsrichtung (7) beaufschlagt. Als Motor (23) wird hierbei ein Gleichstrommotor eingesetzt, der über ein Getriebe (25) mit dem Betätigungselement (27) gekoppelt ist. Mit Hilfe des Gleichstrommotors und des Getriebes können hohe Kräfte bei gleichzeitig kleiner Bauweise und geringen Material- und Herstellungskosten erreicht werden. Der Aktuator (13) des haptischen Fahrpedals (11) kann über eine Steuerung (3) derart angesteuert werden, dass außerhalb einer Signalphase, in der eine Gegenkraft auf das Pedalelement (5) ausgeübt werden soll, eine Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement (5) und dem Aktuator (13) getrennt wird. Vorzugsweise wird der Aktuator (13) dann in eine Ruhelage verfahren, wo er ohne Energiebedarf warten kann, bis er kurz vor einer nächsten Signalphase in eine Wartelage verfahren wird, in der er schnell wieder mit dem Pedalelement in Eingriff kommen kann und so das haptisch wahrnehmbare Signal kurzfristig erzeugt werden kann. Auf diese Weise können ein geringer Energieverbrauch und eine kurze Reaktionszeit miteinander kombiniert werden.

Description

Beschreibung
Haptisches Fahrpedal mit von Gleichstrommotor betriebenem Aktuator sowie Verfahren zum Steuern eines haptischen Fahrpedals
Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein haptisches Fahrpedal in einem
Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern eines haptischen Fahrpedals. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechend ausgebildete Steuerung und ein Computerprogrammprodukt, das bei Ausführung auf einem programmierbaren Steuergerät das erfindungsgemäße Verfahren ausführen soll, sowie ein computerlesbares Medium, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
Stand der Technik In modernen Kraftfahrzeugen wird der Fahrer durch eine Vielzahl von zur
Verfügung gestellten Informationen beim Führen des Fahrzeugs unterstützt. Beispielsweise kann es hilfreich sein, dem Fahrer Rückmeldungen über bestimmte Fahrzustände in Form von Signalen zu geben, um die Sicherheit beim Fahren oder den Komfort des Fahrers erhöhen zu können oder um Treibstoff einsparen zu können. Diese Rückmeldungen können auf verschiedene Weise wie zum Beispiel optisch oder akustisch bereitgestellt werden.
In modernen Fahrzeugen werden zusätzlich auch Möglichkeiten der haptischen Rückmeldung an den Fahrer über das Fahrpedal des Fahrzeugs implementiert. Das Fahrpedal ist hierzu mit einem Aktuator ausgestattet, der es ermöglicht, das
Fahrpedal gezielt mit einer Kraft zu beaufschlagen. Beispielsweise kann das Fahrpedal während einer Signalphase mit Hilfe einer von dem Aktuator erzeugten variierenden Kraft in Schwingungen versetzt werden, die von dem Fahrer als Vibrationen oder Pulsationen über seinen auf dem Fahrpedal ruhenden Fuß haptisch wahrgenommen werden können. Alternativ kann der
Aktuator eine Gegenkraft auf das Fahrpedal ausüben, die ein Niederdrücken des Fahrpedals beispielsweise ab einer bestimmten Pedalstellung erschwert, um so einen haptische wahrnehmbaren variablen Druckpunkt darzustellen.
Auf diese Weise können dem Fahrer durch dessen haptische Wahrnehmung Hinweise und Warnungen mitgeteilt oder auch Komfortfunktionen bereitgestellt werden, ohne dass dieser durch optische oder akustische Signale beispielsweise vom Beobachten des Verkehrs abgelenkt würde.
DE 25 55 429 beschreibt ein System zur Erzeugung von taktilen bzw. haptisch wahrnehmbaren Signalen in einem Fahrzeug.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht in ihren Ausführungsformen eine vorteilhafte Ausgestaltung eines haptischen Fahrpedals in einem Kraftfahrzeug sowie ein vorteilhaftes Ansteuern eines haptischen Fahrpedals. Dabei können Gewicht, Baugröße sowie eventuell Kosten für das Fahrpedal aufgrund der strukturellen Ausgestaltung seiner Komponenten im Vergleich zu herkömmlichen haptischen Fahrpedalen gesenkt werden. Außerdem können im Betrieb des haptischen Fahrpedals ein Energieverbrauch sowie eventuell
Verschleißerscheinungen gesenkt werden.
Das vorgeschlagene haptische Fahrpedal weist ein Pedalelement sowie einen Aktuator auf. Das Pedalelement kann von einer Ruhestellung aus in einer Betätigungsrichtung hin zu einer maximal betätigten Stellung bewegt werden.
Der Aktuator, der über ein durch einen Motor verlagerbares Betätigungselement mit dem Pedalelement zusammenwirken kann, kann über das
Betätigungselement eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung auf das
Pedalelement ausüben. Der Motor des Aktuators ist hierbei ein Gleichstrommotor und ist über ein Getriebe mit dem Betätigungselement gekoppelt.
Ideen zu dem hier vorgeschlagenen haptischen Fahrpedal können u. a. als auf den folgenden Erkenntnissen beruhend angesehen werden: Um die zur
Erzeugung von haptisch wahrnehmbaren Signalen notwendigen hohen Kräfte von beispielsweise 20 bis 100 Newton auf ein Pedalelement eines Fahrpedals übertragen zu können, wurden bei herkömmlichen haptischen Fahrpedalen in der Regel Direktantriebe eingesetzt. Solche als Direktantrieb verwendete Motoren sind im Allgemeinen entweder schwer und benötigen eine große Baugröße oder sind kompakt, benötigen jedoch zur Erzeugung eines hohen Drehmomentes aus kleinem Bauraum spezielle Magneten, beispielsweise aus Seltene- Erde- Materialien. Diese sind jedoch teuer. Außerdem müssen sie mit hohen
Stromstärken von beispielsweise mehreren Ampere angesteuert werden.
Trotz dieser Nachteile wurde bisher davon ausgegangen, dass ausreichend hohe Kräfte in den zur Erzeugung eines haptischen Signals notwendigen kurzen Zeitdauern nur durch Direktantriebe, wie z.B. durch Torquer-Motoren, generiert werden können.
Es wird nun vorgeschlagen, den Torquer-Motor durch einen Gleichstrommotor zu ersetzen. Um die nötigen Kräfte zu erzeugen, wird dem Gleichstrommotor ein Getriebe nachgeschaltet, welches wiederum mit einem Betätigungselement gekoppelt ist, das mit dem Pedalelement des Fahrpedals in Wirkverbindung treten und die Kräfte von dem Gleichstrommotor auf das Pedalelement übertragen kann. Gleichstrommotoren können im Gegensatz z.B. zu Torquer-Motoren
Drehmoment uneingeschränkt über dem Drehwinkel der Motorachse erzeugen. Damit ist es für Gleichstrommotoren möglich, mittels eines Zahnradgetriebes und entsprechenden Übersetzungsstufen das Motor-Drehmoment auf wesentlich größere Werte zu bringen. Auf diese Weise kann ein baukleinerer
Gleichstrommotor bei signifikant geringerer Stromaufnahme und kleinerem
Gewicht das Drehmoment, wie es bisher von einem Torquer Motor erzeugt wurde, bereitstellen.
Das Betätigungselement und das Pedalelement sind dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Aktuator über das Betätigungselement ausschließlich eine
Kraft entgegen der Betätigungsrichtung, d. h. entgegen der Richtung, in der das Pedalelement von dem Fahrer aus der Ruhestellung hin zu einer maximal betätigten Stellung niedergedrückt werden kann, auf das Pedalelement ausüben kann. Mit anderen Worten sollen das Betätigungselement und das Pedalelement beispielsweise nur so gekoppelt sein, dass eine Kraft von dem
Betätigungselement auf das Pedalelement nur in einer Richtung ausgeübt werden kann, beispielsweise nur als Druck oder alternativ nur als Zug, in der entgegengesetzten Richtung jedoch keine Kraftübertragung möglich ist.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Aktuator zwar eine dem
Niederdrücken des Pedalelements entgegengerichtete Gegenkraft hin zu der Ruhestellung auf das Pedalelement ausüben kann, das Pedalelement von dem Aktuator jedoch nicht aus seiner Ruhestellung heraus bewegt werden kann.
Um einerseits ausreichend hohe Gegenkräfte auf das Pedalelement ausüben zu können und um andererseits das Betätigungselement schnell verstellen zu können, kann das Getriebe des Aktuators zweistufig ausgebildet sein.
Da eine elektrische Stromaufnahme für einen Gleichstrommotor mit Getriebe in einem Aktuator wesentlich geringer sein kann, als für die herkömmlich verwendeten Direkt-Antriebe und damit die verbundene Verlustleistung ebenfalls gering bleiben kann, kann eine zur Ansteuerung des Aktuators verwendete Elektronik einer Steuerung z.B. in einem ohnehin vorhandenen Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs integriert werden. Damit kann ein zusätzliches Steuergerät, das lediglich für die Ansteuerung des haptischen Fahrpedals zuständig ist, überflüssig werden.
Es wird ferner ein Verfahren zum Steuern eines haptischen Fahrpedals vorgeschlagen. Dabei wird ein Pedalelement während einer Signalphase mit einer von einem Aktuator erzeugten Gegenkraft beaufschlagt. Die Gegenkraft wirkt dabei entgegen einer Betätigungsrichtung, in der das Pedalelement von einer Nullstellung aus hin zu einer maximal betätigten Stellung bewegt werden kann. Außerhalb der Signalphase wird der Aktuator dabei derart angesteuert, dass eine Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement und dem Aktuator getrennt wird.
Mit anderen Worten können das Pedalelement und der Aktuator derart ausgelegt und angeordnet sein, dass es zumindest bei Betätigung des Aktuators in eine bestimmte Richtung zu einer Trennung einer Wirkverbindung zwischen dem Aktuator und dem Pedalelement kommt, während bei Betätigung des Aktuators in die andere Richtung eine solche Wirkverbindung hergestellt oder beibehalten werden kann und somit eine Kraft von dem Aktuator auf das Pedalelement übertragen werden kann. Es wird dabei nun vorgeschlagen, den Aktuator derart anzusteuern, dass die Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement und dem Aktuator im Wesentlichen nur während der eigentlichen Signalphase, in der die Gegenkraft zum Erzeugen des haptisch wahrnehmbaren Signals auf das Pedalelement ausgeübt werden soll, hergestellt wird. Außerhalb der Signalphase soll der Aktuator von dem Pedalelement getrennt sein und dieses nicht direkt beeinflussen können.
Dadurch kann erreicht werden, dass sich das haptische Fahrpedal außerhalb einer Signalphase wie ein herkömmliches Fahrpedal verhalten kann, ohne dass ein Fahrer haptisch Einflüsse durch einen mit dem Pedalelement gekoppelten Aktuator spüren kann. Außerdem kann ein Energieverbrauch des Aktuators gering gehalten werden, da außerhalb der Signalphasen lediglich kurzzeitig Energie benötigt wird, um den Aktuator von dem Pedalelement zu trennen, und anschließend der Aktuator ohne weiteren Energieaufwand ruhen kann.
Der Aktuator kann nach einer Signalphase derart angesteuert werden, dass er eine Ruhelage einnimmt, in der für keine der von dem Pedalelement
einnehmbaren Positionen eine Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement und dem Aktuator auftritt.
Mit anderen Worten kann das Betätigungselement des Aktuators im Anschluss an eine Signalphase in eine Position verfahren werden, in der es nicht mit dem Pedalelement zusammenwirkt, unabhängig davon, welche Lage das
Pedalelement einnimmt. Der Aktuator braucht dabei lediglich einmalig nach Abschluss der Signalphase in die Ruhelage verfahren werden und kann dort ohne weiteren Energiebedarf verharren, bis eine neue Signalphase beginnen soll und der Aktuator wieder in Wirkverbindung mit dem Pedalelement treten soll.
Der Aktuator kann dabei in einer Vorbereitungsphase vor einer Signalphase derart angesteuert werden, dass er eine Wartelage einnimmt, in der zwar keine Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement und dem Aktuator herrscht, von der aus der Aktuator aber kurzfristiger in eine Wirkverbindung mit dem Pedalelement eintreten kann, als dies aus der Ruhelage der Fall wäre.
Die Wartelage kann dabei beispielsweise so gewählt sein, dass das
Betätigungselement des Aktuators dem Pedalelement näher liegt, als dies in der Ruhelage der Fall ist und somit schneller in einen mechanischen Eingriff mit dem Pedalelement verfahren werden kann. Eine den Aktuator steuernde Steuerung kann dabei z. B. feststellen, dass in naher Zukunft, beispielsweise innerhalb der nachfolgenden 200 Millisekunden, ein haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt werden soll und in Vorbereitung der Erzeugung dieses Signals den Aktuator bereits in die Wartelage verlagern, um dann möglichst kurzfristig die
Wirkverbindung zwischen dem Aktuator und dem Pedalelement bewirken zu können.
Die Wartelage braucht hierbei nicht statisch zu sein, sondern kann einer aktuellen Position des Pedalelements nachgeführt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Sensor die aktuelle Position des Pedalelements erfassen und eine geeignete Regelung die Anordnung des Aktuators geeignet der aktuellen Position des Pedalelements nachführen. Die Nachführung kann so geregelt werden, dass während der Vorbereitungsphase noch kein Eingriff zwischen dem Aktuator und dem Pedalelement stattfindet, um störende Einflussfaktoren auf das Fahrpedal auszuschließen, der Aktuator während der Vorbereitungsphase jedoch immer so angeordnet ist, dass sehr kurzfristig, beispielsweise innerhalb weniger Millisekunden, eine Wirkverbindung mit dem Pedalelement hergestellt werden kann und auf diese Weise schnell ein haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt werden kann.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Verfahren und die damit erreichbaren Funktionalitäten und Vorteile können durch eine in einem Fahrzeug vorgesehene Steuerung zum Steuern des haptischen
Fahrpedals implementiert werden.
Die Steuerung kann dabei dazu ausgelegt sein, über geeignete Schnittstellen Steuersignale an einen in dem Aktuator enthaltenen Antriebsmotor auszugeben. Außerdem kann die Steuerung Schnittstellen aufweisen, um beispielsweise von geeigneten Sensoren Informationen über die aktuelle Position des Aktuators, des Fahrpedals und/oder auf das Fahrpedal ausgeübte Kräfte empfangen zu können.
Die Steuerung kann das vorgeschlagene Steuerverfahren sowie etwaige
Informationsauswertungen von Sensorsignalen in Hardware und/oder in Software implementieren. Es kann vorteilhaft sein, eine programmierbare Steuerung für die Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens zu programmieren. Hierzu kann ein Computerprogrammprodukt computerlesbare Anweisungen aufweisen, die die programmierbare Steuerung dazu anweisen, die Schritte des jeweiligen Verfahrens durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Medium wie beispielsweise einer CD, einer DVD, einem
Flashspeicher, ROM, EPROM oder ähnlichem gespeichert sein. Um die von dem Aktuator zu bewirkende Kraft bzw. dessen Anordnung korrekt ansteuern zu können, kann neben einer Verarbeitung weiterer Sensordaten auch in einer Datenbank oder in Form von Kennlinien gespeicherte Information über eine von dem Aktuator bewirkte Reaktion auf bestimmte Steuerungssignale herangezogen werden.
Es wird angemerkt, dass mögliche Merkmale und Vorteile von
Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf ein
erfindungsgemäßes Verfahren und teilweise mit Bezug auf ein
erfindungsgemäßes haptisches Fahrpedal oder eine Steuerung beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die einzelnen Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden können, insbesondere von dem haptischen Fahrpedal bzw. der Steuerung auf das Verfahren und umgekehrt übertragen werden können, um auf diese Weise zu weiteren
Ausführungsformen und möglicherweise Synergieeffekten zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Weder die Beschreibung noch die Zeichnungen sollen dabei als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden. Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt einen Graphen zur Veranschaulichung eines zeitlichen
Verlaufes der räumlichen Anordnung eines Aktuators relativ zu einem Pedalelement gesteuert gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines Fahrzeugs 1 mit einem haptischen Fahrpedal 11. Durch Niederdrücken eines Pedalelementes 5 kann ein Fahrer einen Motor 17 über einen Seilzug 15 oder über eine mit einem Motorsteuergerät 37 verbundene Leitung (nicht dargestellt) zum Beschleunigen des Fahrzeugs 1 veranlassen. Der Fahrer muss hierzu das Pedalelement 5 in einer
Betätigungsrichtung, wie mit dem Pfeil 7 angedeutet, niederdrücken. Ein
Positionssensor 21 kann dabei die aktuelle Position bzw. Lage des
Pedalelements 5 bestimmen. Eine Feder 19 spannt das Pedalelement 5 entgegen der Betätigungsrichtung 7 hin zu einer Ruhelage vor.
Das Fahrpedal 11 ist als haptisches Fahrpedal ausgestaltet. Hierzu verfügt das Fahrpedal 11 über einen Aktuator 13, mit Hilfe dessen das Pedalelement 5 in eine gewünschte Richtung entgegen der Betätigungsrichtung 7 bewegt bzw. in diese Richtung mit Kraft beaufschlagt werden kann. Der Aktuator 13 kann hierbei das Pedalelement 5 zu Schwingungen beispielsweise in Form von Vibrationen oder Pulsationen anregen oder einen variablen Druckpunkt generieren.
Der Aktuator 13 kann in vorteilhafter Weise mit einem einfachen
Gleichstrommotor 23 betrieben werden, der über ein beispielsweise zweistufiges Getriebe 25 mit einer als Betätigungselement 27 dienenden Scheibe gekoppelt ist. Durch Betätigen des Motors 23 kann das Betätigungselement 27, wie durch den Pfeil 33 angedeutet, im oder gegen den Uhrzeigersinn verdreht werden. An dem Betätigungselement 27 ist in einem außerzentrischen Bereich ein Nocken 31 vorgesehen. Dieser Nocken 31 kann mit einem an dem Pedalelement 5 vorgesehenen Stößel 29 zusammenwirken. Hierzu weist der Stößel 29 an seinem zu dem Aktuator 13 gerichteten Ende eine gabelförmige Aufnahme 35 auf, in die der Nocken 31 eingreifen kann, sobald das Betätigungselement 27 in eine entsprechende Position gedreht wurde. Der Aktuator 13 wird von einer Steuerung 3, die in ein Motorsteuergerät 37 integriert ist, gesteuert. Die Steuerung 3 erkennt, wenn einem Fahrer über das Fahrpedal 11 ein haptisch wahrnehmbares Signal übermittelt werden soll, um ihn beispielsweise auf eine Gefahrensituation hinzuweisen oder ihm die Möglichkeit einer Kraftstoff sparenden Fahrweise anzudeuten.
Eine Funktionsweise der Steuerung 3 wird nachfolgend mit Bezug auf die Figur 2 beschrieben. Die obere Kurve veranschaulicht dabei die zeitabhängige
Anordnung des Aktuators bzw. Positionierung von dessen Betätigungselement
27. Die untere Kurve veranschaulicht die zeitabhängige Lage des Pedalelements 5 bzw. von dessen Aufnahme 35 an dem Stößel 29. Das Pedalelement 5 kann sich dabei zwischen einer nicht betätigten Ruhestellung Pmin und einer maximal betätigten Stellung Pmax bewegen.
Solange kein haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt werden soll, steuert das Steuergerät 3 den Aktuator 13 dazu an, in eine Ruhelage P0 zu fahren und dort zu verweilen. Der Motor 23 wird hierzu lediglich kurzzeitig bestromt, um das Betätigungselement 27 entsprechend zu verdrehen, das heißt, in Figur 1 im Uhrzeigersinn zu drehen, so dass der Nocken 31 in eine Position verfahren wird, wo er nicht mit dem Stößel 29 des Fahrpedals 11 in Kontakt steht. Vorzugsweise wird die Ruhelage P0 so festgelegt, dass der Nocken 31 nicht mit dem Stößel 29 zusammenwirkt, egal welche Position aktuell von dem Pedalelement 5 angenommen wird. Das heißt, das Pedalelement 5 kann über seinen gesamten Verfahrweg bewegt werden, ohne in Eingriff mit dem in der Ruhelage P0 angeordneten Aktuator 13 zu kommen.
Kurz bevor ein haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt werden soll, z.B. 100ms vor einem Beginn tSo einer Signalphase ts, steuert die Steuerung 3 den Aktuator 13 während einer Vorbereitungsphase tv dazu an, in eine Wartelage Pw zu verfahren. In dieser Wartelage Pw wird das Betätigungselement 27 nahe an die Aufnahme 35 des Stößels 29 herangefahren. Vorzugsweise wird dabei die aktuelle Lage des Pedalelements 5 kontinuierlich durch den Pedalsensor 21 ermittelt und das Betätigungselement 27 der sich zeitlich ändernden Position des Pedalelements 5 bzw. der Aufnahme 35 permanent nachgeführt. Die
Nachführung kann dabei so eingestellt sein, dass während der Vorbereitungsphase tv zwar noch keine Wirkverbindung zwischen dem
Pedalelement 5 und dem Betätigungselement 27 eintritt, aber ein Abstand zwischen der Aufnahme 35 und dem Betätigungselement 27 klein gehalten wird. Beispielsweise kann der Abstand auf weniger als 5°, vorzugsweise weniger als 2°, bezogen auf eine Winkellage, die sich das Pedalelement 5 bis zu einer Wirkverbindung mit dem Betätigungselement 27 verschieben müsste, begrenzt werden.
Erst wenn tatsächlich ein haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt werden soll, das heißt, am Beginn tSo einer Signalphase ts , steuert das Steuergerät 3 den Motor 23 entsprechend an, um das Betätigungselement 27 zu verdrehen und den Nocken 31 in mechanischen Kontakt mit dem Stößel 29 zu verfahren. Das Steuergerät 3 kann hierbei die von dem Positionssensor 21 gelieferte Information über die aktuelle Position des Pedalelementes 5 nutzen, um den Aktuator 13 gezielt anzusteuern, um das Betätigungselement 27 an die entsprechende Position zu verdrehen, sodass der Nocken 31 in die gabelförmige Aufnahme 35 eingreift.
Sobald der Aktuator 13 auf diese Weise in Wirkverbindung mit dem
Pedalelement 5 gebracht wurde, kann die Erzeugung des haptisch
wahrnehmbaren Signals beginnen. Hierzu wird z.B. eine von der Steuerung 3 an den Motor 23 angelegte Steuerspannung derart zeitlich variiert, dass die von dem Motor 23 über das Getriebe 25 und das Betätigungselement 27 letztendlich auf den Stößel 29 und damit auf das Pedalelement 5 ausgeübte Kraft zeitlich variiert und so das Fahrpedal in Schwingungen versetzt.
Nach dem Ende tSi der Signalphase ts lässt die Steuerung 3 den Aktuator wieder in seine Ruhelage P0 fahren. Das Pedalelement 5 kann von dem Fahrer, der durch das haptisch wahrnehmbare Signal z.B. dazu angeregt wurde, um
Kraftstoff zu sparen vom Gas zu gehen, entlastet werden und kehrt getrieben durch die Feder 19 in seine Ruheposition Pmin zurück.

Claims

Ansprüche
Haptisches Fahrpedal (1 1 ) für ein Kraftfahrzeug (1 ), aufweisend:
ein Pedalelement (5), welches von einer Ruhestellung (Pmin) aus in einer Betätigungsrichtung (7) hin zu einer maximal betätigten Stellung (Pmax) bewegt werden kann, und
einen Aktuator (13), der über ein durch einen Motor (23) verlagerbares Betätigungselement (27) mit dem Pedalelement (5) zusammenwirken kann und über das Betätigungselement (27) eine Kraft entgegen der
Betätigungsrichtung (7) auf das Pedalelement (5) ausüben kann, dadurch gekennzeichnet, dass
der Motor (23) ein Gleichstrommotor ist und über ein Getriebe (25) mit dem Betätigungselement (27) gekoppelt ist.
Haptisches Fahrpedal nach Anspruch 1 , wobei das Betätigungselement (27) und das Pedalelement (5) derart ausgestaltet sind, das der Aktuator (13) über das Betätigungselement (27) ausschließlich eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung (7) auf das Pedalelement (5) ausüben kann.
Haptisches Fahrpedal nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Getriebe (25) zweistufig ist.
Verfahren zum Steuern eines haptischen Fahrpedals (1 1 ), bei dem ein Pedalelement (5) während einer Signalphase (ts) mit einer von einem Aktuator (13) erzeugten Gegenkraft entgegen einer Betätigungsrichtung (7), in der das Pedalelement (5) von einer Ruhestellung (Pmin) aus hin zu einer maximal betätigten Stellung (Pmax) bewegt werden kann, beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktuator (13) außerhalb der Signalphase (ts) derart angesteuert wird, das eine Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement (5) und dem Aktuator (13) getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Aktuator (13) nach der Signalphase (ts) derart angesteuert wird, dass er eine Ruhelage (P0) einnimmt, in der für keine der von dem Pedalelement (5) einnehmbaren Positionen eine
Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement (5) und dem Aktuator (13) auftritt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Aktuator (13) in einer
Vorbereitungsphase (tv) vor der Signalphase (ts) derart angesteuert wird, dass er eine Wartelage (Pw) einnimmt, in der keine Wirkverbindung zwischen dem Pedalelement (5) und dem Aktuator (13) herrscht, aber von der aus der Aktuator (13) kurzfristiger als von der Ruhelage (P0) eine Wirkverbindung mit dem Pedalelement (5) eingehen kann.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Wartelage (Pw) einer aktuellen
Position des Pedalelements (5) nachgeführt wird. 8. Steuerung (3) zum Steuern eines haptischen Fahrpedals (1 1 ) in einem
Kraftfahrzeug (1 ), wobei die Steuerung (3) dazu ausgelegt ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 durchzuführen.
9. Kraftfahrzeug (1 ) mit einem haptischen Fahrpedal (1 1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und sowie einer Steuerung zum Steuern des Motors (23) des Aktuators (13) des haptischen Fahrpedals (1 1 ).
10. Kraftfahrzeug (1 ) nach Anspruch 9, wobei die Steuerung eine Steuerung (3) gemäß Anspruch 8 ist.
1 1 . Kraftfahrzeug (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuerung (3) in ein Motorsteuergerät (37) des Kraftfahrzeugs (1 ) integriert ist.
12. Computerprogrammprodukt, welches computerlesbare Anweisungen
aufweist, die eine programmierbare Steuerung (3) dazu anweisen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 durchzuführen.
13. Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten
Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 12.
EP12778292.8A 2011-12-12 2012-10-19 Haptisches fahrpedal mit von gleichstrommotor betriebenem aktuator sowie verfahren zum steuern eines haptischen fahrpedals Withdrawn EP2790949A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110088301 DE102011088301A1 (de) 2011-12-12 2011-12-12 Haptisches Fahrpedal mit von Gleichstrommotor betriebenem Aktuator sowie Verfahren zum Steuern eines haptischen Fahrpedals
PCT/EP2012/070722 WO2013087267A1 (de) 2011-12-12 2012-10-19 Haptisches fahrpedal mit von gleichstrommotor betriebenem aktuator sowie verfahren zum steuern eines haptischen fahrpedals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2790949A1 true EP2790949A1 (de) 2014-10-22

Family

ID=47076194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12778292.8A Withdrawn EP2790949A1 (de) 2011-12-12 2012-10-19 Haptisches fahrpedal mit von gleichstrommotor betriebenem aktuator sowie verfahren zum steuern eines haptischen fahrpedals

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2790949A1 (de)
JP (1) JP6073361B2 (de)
KR (1) KR20140101766A (de)
DE (1) DE102011088301A1 (de)
WO (1) WO2013087267A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9459649B2 (en) 2013-03-15 2016-10-04 Cts Corporation Active force pedal assembly
US9311791B2 (en) * 2013-08-23 2016-04-12 Raytheon Canada Limited Tactile feel control device
DE102014006438A1 (de) 2014-05-02 2015-11-05 Daimler Ag Pedaleinrichtung für einen Kraftwagen
DE102015007584B4 (de) * 2015-06-16 2017-01-05 Audi Ag Aktives Fahrpedal für ein Fahrzeug

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2555429A1 (de) 1975-12-10 1977-06-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur taktilen anzeige von binaeren warnsignalen im kraftfahrzeug
JP2000054860A (ja) * 1998-08-10 2000-02-22 Denso Corp 自動走行制御装置及びペダル反力調整器並びに記録媒体
DE19916434B4 (de) * 1999-04-12 2006-04-06 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Elektromechanisch angetriebenes schwenkbares Pedal
DE10251035A1 (de) * 2002-11-02 2004-05-19 Robert Bosch Gmbh Fahrpedaleinrichtung
DE102009045710A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Gaspedals
JP5276479B2 (ja) * 2009-03-06 2013-08-28 本田技研工業株式会社 車両用運転支援装置
DE102009021585A1 (de) * 2009-05-15 2010-12-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Kompaktes Pedalsystem für ein Kraftfahrzeug
DE102010039583A1 (de) * 2009-10-13 2011-04-14 Robert Bosch Gmbh Fahrpedaleinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2013087267A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015500175A (ja) 2015-01-05
WO2013087267A1 (de) 2013-06-20
DE102011088301A1 (de) 2013-06-13
JP6073361B2 (ja) 2017-02-01
KR20140101766A (ko) 2014-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2790947B1 (de) Verfahren und steuergerät zum steuern von vorhersehbaren haptisch wahrnehmbaren signalen in einem fahrpedal eines kraftfahrzeugs
EP2812202B1 (de) Vorrichtung zum automatisierten führen eines kraftwagens, kraftwagen mit einer solchen vorrichtung und verfahren zum betreiben eines kraftwagens
DE102012002303B4 (de) Fahrerassistenzsystem für einen Kraftwagen, Kraftwagen und Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems
WO2013117323A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftwagens und kraftwagen mit einem fahrerassistenzsystem
EP2852872B1 (de) Fahrpedaleinheit für kraftfahrzeuge
DE102012105548B4 (de) Lenkvorrichtung eines fahrzeugs und system zur steuerung derselben
EP2790946B1 (de) Verfahren und steuergerät zum steuern eines haptischen fahrpedals eines kraftfahrzeugs mit einer lageregelung
WO2013117205A1 (de) Kraftwagen mit einer fahrerassistenzeinrichtung und verfahren zum betreiben eines kraftwagens
DE102011088312A1 (de) Verzögerung und Beschleunigen eines Elektrofahrzeugs mit einem Fahrpedal
WO2013087267A1 (de) Haptisches fahrpedal mit von gleichstrommotor betriebenem aktuator sowie verfahren zum steuern eines haptischen fahrpedals
EP2790948B1 (de) Haptisches fahrpedal für ein kraftfahrzeug mit einem aktuator zugeordnetem rückstellelement
WO2010046295A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern eines gaspedals
DE102011088266A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Steuern eines haptischen Fahrpedals in einem Kraftfahrzeug basierend auf Sitzinformationen
DE102012108589A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE10229843A1 (de) Motorangetriebener Rückkopplungsmechanismus
EP2858847B1 (de) Verfahren und steuergerät zum steuern eines haptischen fahrpedals eines kraftfahrzeugs mit einer aktivierungsbedingung, sowie computerprogrammprodukt zur durchführung des verfahrens und computerlesbares medium dafür
DE102011101541A1 (de) Bedieneinheit für ein Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems mittels einer solchen Bedieneinheit
WO2016202335A1 (de) Fahrpedal für die steuerung einer antriebsmaschine eines kraftfahrzeugs mit verstellbarer nullpunktposition
EP3383694A1 (de) Verfahren zur ansteuerung einer elektrischen maschine für den antrieb eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug
EP2790945B1 (de) Verfahren und steuergerät zum steuern eines in schwingungen zu versetzenden haptischen fahrpedals in einem kraftfahrzeug
EP2707265B1 (de) Verfahren zur aktivierung eines verbrennungsmotors für ein fahrzeug sowie entsprechende steuerung und fahrzeug
WO2009037158A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung der zugkraft während schaltvorgängen eines schaltgetriebes bei fahrzeugen
DE102017209048A1 (de) Fahrpedalvorrichtung sowie Fahrzeug
EP3328675A1 (de) Verfahren und steuervorrichtung zum steuern eines aktiven gaspedals
DE102016210860B4 (de) Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140714

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20180228

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20200603