JP2015500175A - Tactile accelerator pedal provided with actuator driven by DC motor, and control method of tactile accelerator pedal - Google Patents

Tactile accelerator pedal provided with actuator driven by DC motor, and control method of tactile accelerator pedal Download PDF

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Abstract

本発明は、ペダルエレメント(5)とアクチュエータ(13)とを備え、ペダルエレメント(5)は静止位置(Pmin)から操作方向(7)で最大操作位置(Pmax)まで運動することができ、アクチュエータ(13)はモータ(23)によって移動可能な操作エレメント(27)を介してペダルエレメント(5)と協働することができ、操作エレメント(27)を介して操作方向(7)に対して反対向きの力をペダルエレメント(5)へ作用させることができる、車両(1)用の触覚式アクセルペダル(11)に関する。本発明によれば、モータ(23)は、直流モータであり、かつ、トランスミッション(25)を介して操作エレメント(27)に結合されている。The present invention includes a pedal element (5) and an actuator (13), and the pedal element (5) can move from a stationary position (Pmin) to a maximum operating position (Pmax) in an operating direction (7). (13) can cooperate with the pedal element (5) via an operating element (27) movable by a motor (23) and opposite to the operating direction (7) via the operating element (27). The present invention relates to a tactile accelerator pedal (11) for a vehicle (1) capable of applying a direction force to a pedal element (5). According to the invention, the motor (23) is a direct current motor and is coupled to the operating element (27) via a transmission (25).

Description

本発明は、車両内の触覚式アクセルペダル、及び、触覚式アクセルペダルの制御方法に関する。本発明は、さらに、相応に構成された制御装置、及び、動作時にプログラミング可能な制御装置に本発明の方法を実行させるコンピュータプログラム製品、及び、こうしたコンピュータプログラム製品を記憶したコンピュータ読み出し可能媒体に関する。   The present invention relates to a tactile accelerator pedal in a vehicle and a control method for a tactile accelerator pedal. The invention further relates to a correspondingly configured control device, a computer program product that causes a control device that is programmable during operation to perform the method of the invention, and a computer readable medium storing such a computer program product.

従来技術
今日の車両では、ドライバーは車両を運転する際に供給される多数の情報によって支援される。例えば、ドライバーにとって、走行時の安全性乃至ドライバーの快適性を高め、また燃料を節約するために、求められた走行状態が信号の形態でフィードバックされれば役立つはずである。こうしたフィードバックは、光学式もしくは音響式など、種々の方式で形成される。
Prior art In today's vehicles, the driver is assisted by a large amount of information supplied when driving the vehicle. For example, it may be useful for the driver if the required driving state is fed back in the form of a signal in order to increase driving safety or driver comfort and save fuel. Such feedback is formed in various ways, such as optical or acoustic.

また、今日の車両では、付加的に車両のアクセルペダルによるドライバーへの触覚式フィードバック手段が実現されている。このためにアクセルペダルには意図的に所定の力を印加することのできるアクチュエータが設けられている。例えば、アクセルペダルが信号フェーズ中アクチュエータで形成された可変の力によって振動され、ドライバーはアクセルペダルに置いた足で振動ないし脈動を触覚的に知覚できるように構成される。これに代えて、アクチュエータがアクセルペダルに反対向きの力を作用させ、例えばアクセルペダルが所定のペダル位置以上に踏み込まれるのを困難にし、触覚的に知覚可能な可変の圧力点を表すこともできる。   Further, in today's vehicles, a tactile feedback means to the driver by an accelerator pedal of the vehicle is additionally realized. For this purpose, the accelerator pedal is provided with an actuator that can intentionally apply a predetermined force. For example, the accelerator pedal is vibrated by a variable force formed by an actuator during a signal phase, and the driver is configured to be able to perceive vibration or pulsation with a foot placed on the accelerator pedal. Alternatively, the actuator can exert an opposite force on the accelerator pedal, making it difficult for the accelerator pedal to be depressed beyond a predetermined pedal position, for example, to represent a tactilely perceptible variable pressure point. .

このように、ドライバーは触覚によって示唆や警報を受け取ったり、快適性機能を利用したりすることができる。その際にも光学信号もしくは音響信号によって例えば交通観察の注意をそらされることがない。   In this way, the driver can receive suggestions and warnings by tactile sense, and can use the comfort function. At that time, attention of traffic observation is not distracted by an optical signal or an acoustic signal.

DE2555429には、触覚によって知覚可能な信号(以下、触覚信号と称する)を形成する車両内の装置が記載されている。   DE 2555529 describes a device in a vehicle that forms a signal perceptible by touch (hereinafter referred to as a touch signal).

発明の開示
本発明の特徴によれば、車両内の触覚式アクセルペダル及びその駆動方法の有利な実施形態が得られる。この場合、各要素の構造的工夫により、本発明のアクセルペダルの重量、寸法、費用等は従来技術の触覚式アクセルペダルに比べて低減できる。また、触覚式アクセルペダルの動作時のエネルギ消費量及び摩耗現象も低下させることができる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the features of the present invention, an advantageous embodiment of a tactile accelerator pedal in a vehicle and its driving method is obtained. In this case, the weight, size, cost, and the like of the accelerator pedal of the present invention can be reduced as compared with the tactile accelerator pedal of the prior art by the structural device of each element. In addition, energy consumption and wear phenomenon during operation of the tactile accelerator pedal can be reduced.

本発明の触覚式アクセルペダルはペダルエレメントとアクチュエータとを備える。ペダルエレメントは、静止位置から操作方向で最大操作位置まで運動可能である。アクチュエータはモータによって移動可能な操作エレメントを介してペダルエレメントと協働でき、さらに、操作エレメントを介して操作方向に対して反対向きの力をペダルエレメントへ作用させることができる。ここで、アクチュエータのモータは、直流モータであり、かつ、トランスミッションを介して操作エレメントに結合されている。   The tactile accelerator pedal of the present invention includes a pedal element and an actuator. The pedal element can move from the rest position to the maximum operation position in the operation direction. The actuator can cooperate with the pedal element via an operation element movable by a motor, and can further exert a force on the pedal element in a direction opposite to the operation direction via the operation element. Here, the motor of the actuator is a direct current motor, and is coupled to the operation element via a transmission.

本発明で提案される触覚式アクセルペダルのコンセプトは、以下の知識に基づいている。触覚信号の形成に必要な約20Nから約100Nの大きな力をアクセルペダルのペダルエレメントへ伝達するため、従来の触覚式アクセルペダルではふつう直接駆動機構を利用していた。こうした直接駆動機構として用いられるモータは、一般に、重量及び寸法とも大きくなるか、又は、コンパクトにすると小さな空間で大きなトルクを形成しなければならないため、例えば希土類材料から成る特別な磁石を要することになる。こうした磁石は効果である。さらに、例えば数アンペアの高い電流強度で駆動する必要がある。   The tactile accelerator pedal concept proposed in the present invention is based on the following knowledge. In order to transmit a large force of about 20N to about 100N necessary for generating a tactile signal to the pedal element of the accelerator pedal, the conventional tactile accelerator pedal usually uses a direct drive mechanism. A motor used as such a direct drive mechanism generally requires a special magnet made of, for example, a rare earth material because it must be large in weight and size, or, if compact, must generate a large torque in a small space. Become. Such magnets are effective. Furthermore, it is necessary to drive with a high current intensity of, for example, several amperes.

これらの欠点にもかかわらず、これまで、触覚信号の形成のための短い時間で充分に大きな力を形成するために、直接駆動機構、例えばトルクモータを利用するしかないということが基礎となっていた。   Despite these shortcomings, it has so far been based on the direct use of a direct drive mechanism, for example a torque motor, in order to generate a sufficiently large force in a short time for the formation of a haptic signal. It was.

本発明では、トルクモータを直流モータによって置換することが提案される。必要な力を形成するために、直流モータにトランスミッションが後置接続され、このトランスミッションが操作エレメントに結合される。当該操作エレメントはアクセルペダルのペダルエレメントに作用結合され、直流モータの力がペダルエレメントに伝達されるのである。   In the present invention, it is proposed to replace the torque motor with a DC motor. In order to create the required force, a transmission is connected downstream of the direct current motor and this transmission is coupled to the operating element. The operation element is operatively coupled to the pedal element of the accelerator pedal, and the force of the DC motor is transmitted to the pedal element.

直流モータは、トルクモータ等とは異なって、トルクを制限なしにモータ軸の回転角度全体にわたって形成できる。このため、直流モータでは、ギヤトランスミッションと対応する変換段とにより、モータトルクをきわめて大きな値へ変換することができる。このようにすれば、電流消費量も重量もきわめて小さいコンパクトな直流モータによって、従来のトルクモータで形成されるのと同程度のトルクを形成することができる。   Unlike a torque motor or the like, the DC motor can be formed over the entire rotation angle of the motor shaft without limiting the torque. For this reason, in the DC motor, the motor torque can be converted to an extremely large value by the gear transmission and the corresponding conversion stage. In this way, a torque equivalent to that produced by a conventional torque motor can be produced by a compact direct current motor that consumes very little current and has a low weight.

操作エレメント及びペダルエレメントは、有利には、アクチュエータが操作エレメントを介して、操作方向(ドライバーがペダルエレメントを静止位置から最大操作位置まで踏み込むことができる方向)に対して反対向きの力のみをペダルエレメントへ作用させることができるように構成される。言い換えれば、操作エレメント及びペダルエレメントは、例えば圧力もしくはこれに代わる張力としての力が操作エレメントからペダルエレメントへ一方向のみに作用し、反対方向の力の伝達が生じないように、結合される。これにより、アクチュエータはペダルエレメントの踏み込みに対して反対向きの対抗力をペダルエレメントの静止位置まで作用させ、ペダルエレメントを静止位置から動かさないことが保証される。   The operating element and the pedal element are advantageously pedaled only with a force opposite to the operating direction (direction in which the driver can step on the pedal element from the rest position to the maximum operating position) via the operating element. It is configured to be able to act on the element. In other words, the operating element and the pedal element are coupled so that, for example, a force as pressure or an alternative tension acts only in one direction from the operating element to the pedal element and no force is transmitted in the opposite direction. This ensures that the actuator exerts a counter force opposite to the depression of the pedal element to the stationary position of the pedal element and does not move the pedal element from the stationary position.

一方で充分な大きさの対抗力をペダルへ作用させ、他方で操作エレメントを迅速に移動させるため、アクチュエータのトランスミッションは二段式に構成される。   On the one hand, in order to apply a sufficiently large counter force to the pedal and on the other hand to move the operating element quickly, the transmission of the actuator is configured in two stages.

アクチュエータ内のトランスミッションを備えた直流モータの電流消費量は従来使用されている直接駆動機構に比べて格段に小さく、関連する損失電力も同様に小さいので、アクチュエータの駆動に用いられる電子回路は、制御部、例えば自動車の既存の内燃機関制御装置に組み込むことができる。よって、触覚式アクセルペダルの駆動のためのみの付加的な制御装置を設ける必要はない。   The current consumption of a DC motor equipped with a transmission in the actuator is much smaller than that of a direct drive mechanism used in the past, and the associated power loss is also small, so the electronic circuit used to drive the actuator is controlled It can be incorporated into an existing internal combustion engine control device of a part, for example, an automobile. Therefore, it is not necessary to provide an additional control device only for driving the tactile accelerator pedal.

さらに、本発明では、触覚式アクセルペダルの制御方法が提案される。ここで、ペダルエレメントには、信号フェーズ中、アクチュエータで形成される対抗力が印加される。当該対抗力とは、操作方向、すなわち、ペダルエレメントが静止位置(ゼロ位置)から最大操作位置まで運動する方向に対して反対向きに作用する力のことである。信号フェーズ以外では、アクチュエータは、ペダルエレメントとアクチュエータとの間の結合が分離されるように駆動される。   Furthermore, the present invention proposes a method for controlling a tactile accelerator pedal. Here, a counter force formed by an actuator is applied to the pedal element during the signal phase. The counter force is a force acting in the opposite direction to the operation direction, that is, the direction in which the pedal element moves from the stationary position (zero position) to the maximum operation position. Outside the signal phase, the actuator is driven such that the coupling between the pedal element and the actuator is decoupled.

言い換えれば、ペダルエレメント及びアクチュエータは、少なくともアクチュエータが一方の方向へ操作される際にアクチュエータとペダルエレメントとの間の作用結合が分離され、アクチュエータが他方の方向へ操作される際に上記の作用結合が形成もしくは維持されてアクチュエータからペダルエレメントへの力の伝達が可能となるように構成される。   In other words, the pedal element and the actuator are separated from each other in the action coupling between the actuator and the pedal element when the actuator is operated in one direction, and the action coupling described above when the actuator is operated in the other direction. Is formed or maintained so that force can be transmitted from the actuator to the pedal element.

ここで、アクチュエータは、ペダルエレメントとアクチュエータとの間の作用結合が、主として本来の信号フェーズ中のみ、すなわち、触覚信号を形成するための対抗力がペダルエレメントにかかっている期間中にのみ形成されるように駆動される。当該信号フェーズ以外の期間では、アクチュエータはペダルエレメントから切り離され、直接の作用を受けないようにすべきである。これにより、所定の信号フェーズ以外では触覚式アクセルペダルは従来のアクセルペダルと同様にふるまい、ドライバーがペダルエレメントに結合されたアクチュエータによる触覚的影響を感じないことが保証される。さらに、信号フェーズ以外では、アクチュエータはペダルエレメントから分離されていてエネルギコスト無しに静止させることができるため、短時間しかエネルギを要しないので、アクチュエータのエネルギ消費量は小さく保つことができる。   Here, the actuator is formed only during the original signal phase, i.e. only during the period when the counter force for forming the haptic signal is applied to the pedal element, between the pedal element and the actuator. To be driven. During periods other than the signal phase, the actuator should be disconnected from the pedal element and not subjected to direct action. This ensures that the tactile accelerator pedal behaves in the same way as a conventional accelerator pedal outside the predetermined signal phase and that the driver does not feel the tactile influence of the actuator coupled to the pedal element. Further, outside the signal phase, the actuator is separated from the pedal element and can be stopped at no energy cost. Therefore, since energy is required only for a short time, the energy consumption of the actuator can be kept small.

アクチュエータは、信号フェーズ後に静止状態を取り、この静止状態ではペダルエレメントの取りうる複数の位置のいずれにおいてもペダルエレメントとアクチュエータとの作用結合が生じないように、駆動される。   The actuator takes a stationary state after the signal phase, and in this stationary state, the actuator is driven such that there is no operative coupling between the pedal element and the actuator at any of the possible positions of the pedal element.

言い換えれば、アクチュエータの操作エレメントは、信号フェーズに続いて、ペダルエレメントの取る位置に関係なく、ペダルエレメントと協働しない状態へ移行する。この場合、アクチュエータは信号フェーズ後にいったん静止状態へ移行し、新たな信号フェーズが開始されてアクチュエータが再びペダルエレメントに作用結合されるまで、それ以上のエネルギ消費なしにそこに留まることができる。   In other words, the operating element of the actuator transitions to a state of not cooperating with the pedal element, following the signal phase, regardless of the position taken by the pedal element. In this case, the actuator once enters a stationary state after the signal phase and can remain there without further energy consumption until a new signal phase is initiated and the actuator is again operatively coupled to the pedal element.

また、アクチュエータは、信号フェーズ前の準備フェーズにおいて、ペダルエレメントとアクチュエータとの間の作用結合が生じない待機状態を取り、待機状態からの移行時には静止状態からの移行時に比べて短時間でペダルエレメントと係合するように駆動される。   In addition, the actuator takes a standby state in which the action coupling between the pedal element and the actuator does not occur in the preparation phase before the signal phase, and the pedal element takes a shorter time when shifting from the standby state than when shifting from the stationary state. Driven to engage.

ここで、待機状態とは、例えば、アクチュエータの操作エレメントが静止状態にあるときよりもペダルエレメントの近傍に位置し、ペダルエレメントとの機械的係合がより迅速に開始されるように選定される。アクチュエータを制御する制御装置は、近い将来、例えば次の200msのうちに、触覚信号を形成すべきことを検出しこの信号を形成する準備としてアクチュエータを待機状態へ移行させ、後にできるだけ短時間でアクチュエータとペダルエレメントとの作用結合が生じるようにする。   Here, the standby state is selected so that, for example, the operation element of the actuator is located near the pedal element, and mechanical engagement with the pedal element is started more quickly than when the operation element is stationary. . The control device for controlling the actuator detects that a haptic signal should be formed in the next 200 ms, for example, and moves the actuator to a standby state in preparation for forming this signal. And the pedal element are connected to each other.

ここでの待機状態は一定に定まっている必要はなく、ペダルエレメントのその時点での位置に追従させることができる。このため、例えば、センサによってペダルエレメントのその時点での位置が検出され、適切な制御でアクチュエータの位置をペダルエレメントのその時点の位置に追従させるとよい。こうした追従制御は、準備フェーズにおいて、アクチュエータとペダルエレメントとが係合しない期間に、アクセルペダルへの障害的な影響因子が排除され、アクチュエータが準備フェーズ中つねにきわめて短時間で(例えば数ミリ秒以内に)ペダルエレメントとの作用結合を形成できる位置に配されるように行われる。こうして、触覚信号を迅速に形成することができる。   The standby state here does not need to be fixed, and can follow the position of the pedal element at that time. For this reason, for example, the position of the pedal element at that time is detected by a sensor, and the position of the actuator may be made to follow the position of the pedal element at that time by appropriate control. Such follow-up control eliminates obstructive influence factors on the accelerator pedal during periods when the actuator and the pedal element are not engaged during the preparation phase, and the actuator is always in a very short time (eg within a few milliseconds) during the preparation phase. A) in such a way that it is arranged in a position where it can form a working connection with the pedal element. Thus, a tactile signal can be quickly formed.

本発明の方法について上述した実施形態及びこれにともなう機能は、車両内に設けられた触覚式アクセルペダルを制御するための制御装置によって実現される。   The above-described embodiment of the method of the present invention and the functions associated therewith are realized by a control device for controlling a tactile accelerator pedal provided in the vehicle.

ここで、制御装置は、適切なインタフェースを介して制御信号をアクチュエータに含まれる駆動モータへ出力するように構成される。さらに、制御装置は、例えば適切なセンサからアクチュエータもしくはアクセルペダルのその時点の位置に関する情報及び/又はアクセルペダルにかかっている力に関する情報を受信するインタフェースを備えることもできる。   Here, the control device is configured to output a control signal to a drive motor included in the actuator via an appropriate interface. Furthermore, the control device can also comprise an interface for receiving information on the current position of the actuator or accelerator pedal and / or information on the force on the accelerator pedal, for example from a suitable sensor.

制御装置は、本発明のセンサ信号の制御及び情報評価のプロセスをハードウェア及び/又はソフトウェアとして実現できる。有利には、プログラミング可能な制御装置を上述した方法の実行のためにプログラミングできる。このために、コンピュータプログラム製品は、プログラミング可能な制御装置に上述した方法の各ステップの実行を指示するコンピュータ読み出し可能な複数の命令を含む。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ読み出し可能な媒体、例えばCD,DVD,フラッシュメモリ、ROM、EPROMその他に記憶される。アクチュエータによって形成される力乃至その向きを正しく制御するために、他のセンサデータの処理のほか、データベースに記憶されているか又は特性曲線の形態で記憶されている、所定の制御信号に対するアクチュエータの応働に関する情報を利用することができる。   The control device can implement the sensor signal control and information evaluation process of the present invention as hardware and / or software. Advantageously, a programmable control device can be programmed for carrying out the method described above. To this end, the computer program product includes a plurality of computer readable instructions that instruct a programmable controller to perform the steps of the method described above. The computer program product is stored on a computer readable medium such as a CD, DVD, flash memory, ROM, EPROM and others. In order to correctly control the force generated by the actuator or its direction, in addition to processing other sensor data, the response of the actuator to a predetermined control signal stored in a database or stored in the form of a characteristic curve. Information about work is available.

本発明の実施形態の特徴及び利点の一部を本発明の触覚式アクセルペダルの制御方法及び本発明の触覚式アクセルペダルの制御装置に則して説明した。当業者によれば、特に制御方法と触覚式アクセルペダルの発明の個々の特徴を任意に結合もしくは交換して、別の実施例及びさらなる相乗効果を達成できることは容易に理解されるはずである。   Some of the features and advantages of the embodiments of the present invention have been described in accordance with the tactile accelerator pedal control method of the present invention and the tactile accelerator pedal control apparatus of the present invention. It should be readily appreciated by those skilled in the art that other embodiments and additional synergies can be achieved by arbitrarily combining or exchanging individual features of the control method and tactile accelerator pedal inventions in particular.

以下に、本発明の実施例を図示の実施例に則して詳細に説明する。ただし明細書及び図の説明は本発明を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. However, the description and the description of the drawings do not limit the present invention.

図は概略的なものであり、縮尺どおりに描かれていないことに注意されたい。   Note that the figures are schematic and are not drawn to scale.

本発明の実施例の方法を実行する制御装置を備えた車両を示す図である。It is a figure which shows the vehicle provided with the control apparatus which performs the method of the Example of this invention. アクチュエータをペダルエレメントに対して相対的に位置づけ、本発明の実施例の方法にしたがって制御したときの時間特性を示すグラフである。It is a graph which shows a time characteristic when controlling an actuator relative to a pedal element and controlling according to the method of the example of the present invention.

図1には、触覚式アクセルペダル11を備えた車両1の断面図が示されている。ペダルエレメント5を踏み込むことにより、ドライバーは、ケーブル15を介して又は機関制御装置37に接続された図示されていない線路を介して、内燃機関17に車両1の加速を指示する。このためにドライバーは矢印7で示されている操作方向へペダルエレメント5を踏み込まなければならない。ペダル位置センサ21はペダルエレメント5のその時点の位置又は状態を求めることができる。ばね19は操作方向7に対して反対向きに、ペダルエレメント5が静止状態にとどまるよう、予バイアスをかけている。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a vehicle 1 provided with a tactile accelerator pedal 11. By depressing the pedal element 5, the driver instructs the internal combustion engine 17 to accelerate the vehicle 1 via the cable 15 or via a track (not shown) connected to the engine control device 37. For this purpose, the driver must step on the pedal element 5 in the operating direction indicated by the arrow 7. The pedal position sensor 21 can determine the current position or state of the pedal element 5. The spring 19 is pre-biased in the opposite direction to the operating direction 7 so that the pedal element 5 remains stationary.

アクセルペダル11は触覚式アクセルペダルとして構成されている。このためにアクセルペダル11にはアクチュエータ13が設けられており、このアクチュエータ13を介してペダルエレメント5が操作方向7に対して反対の所望の方向へ運動可能となり、また、当該反対方向で所定の力を印加することができる。この場合、アクチュエータ13はペダルエレメント5を例えば揺動もしくは脈動の形態で励振でき、又は、可変の圧力点を形成できる。   The accelerator pedal 11 is configured as a tactile accelerator pedal. For this purpose, the accelerator pedal 11 is provided with an actuator 13, through which the pedal element 5 can move in a desired direction opposite to the operation direction 7. A force can be applied. In this case, the actuator 13 can excite the pedal element 5 in the form of rocking or pulsating, for example, or can form a variable pressure point.

アクチュエータ13は、有利には、例えば2段式のトランスミッション25を介して操作エレメント27として用いられるディスクに結合された単純な直流モータ23によって駆動される。モータ23の操作により、操作エレメント27は矢印33で示されているように時計回りもしくは反時計回りで回転される。操作エレメント27の偏心領域にはカム31が設けられている。カム31はペダルエレメント5に設けられたタペット29と協働する。このために、タペット29は、操作エレメント27が相応の位置へ回転してきたときにカム31に係合するフォーク状の収容部35を、アクチュエータ13に向かう端部に有している。   The actuator 13 is advantageously driven by a simple DC motor 23 coupled to a disk used as an operating element 27, for example via a two-stage transmission 25. By operating the motor 23, the operating element 27 is rotated clockwise or counterclockwise as indicated by an arrow 33. A cam 31 is provided in the eccentric region of the operation element 27. The cam 31 cooperates with a tappet 29 provided on the pedal element 5. For this purpose, the tappet 29 has a fork-like storage portion 35 that engages with the cam 31 when the operation element 27 rotates to a corresponding position at the end toward the actuator 13.

アクチュエータ13は機関制御装置37内に組み込まれている制御装置3によって制御される。制御装置3は、例えば危険状況を示すため、又は、燃料節約走行モードが可能であることを示すために、どの時点でアクセルペダル11を介してドライバーに触覚信号を伝達すべきかを判別する。   The actuator 13 is controlled by the control device 3 incorporated in the engine control device 37. The control device 3 determines at which point a tactile signal should be transmitted to the driver via the accelerator pedal 11 in order to indicate, for example, a dangerous situation or to indicate that the fuel-saving travel mode is possible.

制御装置3の機能を以下に図2に関連して説明する。上方の曲線は、時間に依存するアクチュエータ13の位置もしくはアクチュエータ13の操作エレメント27の位置を示す。下方の曲線は、時間に依存するペダルエレメント5の位置もしくはタペット29の収容部35の位置を示す。ペダルエレメント5は未操作静止位置Pminから最大操作位置Pmaxまでの間で運動することができる。 The function of the control device 3 will be described below with reference to FIG. The upper curve shows the position of the actuator 13 or the position of the operating element 27 of the actuator 13 depending on time. The lower curve shows the position of the pedal element 5 or the position of the accommodating part 35 of the tappet 29 depending on time. The pedal element 5 can move between the unoperated rest position Pmin and the maximum operated position Pmax .

触覚信号が形成されない場合、制御装置3は、アクチュエータ13が静止状態Pへ移行し、そこにとどまるように駆動を行う。モータ23は短時間だけ通電され、これにより、操作エレメント27が相応に、つまり図1に示されているように時計回りに回転して、カム31がアクセルペダル11のタペット29に接触しない位置へ移動する。有利には、カム31がタペット29と協働しない静止状態Pが定められる。当該静止状態Pはペダルエレメント5のその時点の位置に関連しない。つまり、ペダルエレメント5は、静止状態Pにあるアクチュエータ13と係合することなく、全運動路にわたって運動可能である。 If the haptic signal is not formed, the control device 3 moves the actuator 13 to the resting state P 0, performs drive to stay there. The motor 23 is energized only for a short time, so that the operating element 27 rotates correspondingly, that is, clockwise as shown in FIG. 1, so that the cam 31 does not contact the tappet 29 of the accelerator pedal 11. Moving. Advantageously, a stationary state P 0 is defined in which the cam 31 does not cooperate with the tappet 29. The stationary state P 0 is not related to the current position of the pedal element 5. In other words, the pedal element 5, without engaging the actuator 13 at rest P 0, is movable over the entire movement path.

触覚信号が形成される直前、例えば信号フェーズtの開始時点tS0の100ms前、制御装置3は準備フェーズtにおいてアクチュエータ13を駆動して待機状態Pへ移行させる。待機状態Pでは、操作エレメント27がタペット29の収容部35の近傍まで移動される。有利には、この場合、ペダルエレメント5のその時点の位置が連続的にペダル位置センサ21によって求められ、操作エレメント27がペダルエレメント5もしくは収容部35の時間的に変化する位置につねに追従するように制御される。当該追従制御は、準備フェーズt中、ペダルエレメント5と操作エレメント27との間の作用結合が生じず、収容部35から操作エレメント27までの距離が小さく維持されるように設定される。例えば、当該距離は、ペダルエレメント5が操作エレメント27との作用結合のために移動しなければならない角度位置を基準として、5°未満、有利には2°未満に制限される。 Immediately before the tactile signal is formed, for example, 100 ms before the start time t S0 of the signal phase t S , the control device 3 drives the actuator 13 in the preparation phase t V to shift to the standby state P W. In the standby state PW , the operation element 27 is moved to the vicinity of the accommodating portion 35 of the tappet 29. Advantageously, in this case, the current position of the pedal element 5 is continuously determined by the pedal position sensor 21 so that the operating element 27 always follows the time-varying position of the pedal element 5 or the housing part 35. Controlled. The following control, during the prepare phase t V, does not occur operative connection between the pedal element 5 and the operating element 27, a distance from the housing portion 35 until the operating element 27 is set to be kept small. For example, the distance is limited to less than 5 °, preferably less than 2 °, relative to the angular position that the pedal element 5 must move for operative coupling with the operating element 27.

触覚信号が形成されてはじめて、つまり、信号フェーズtの開始時点tS0後、制御装置3はモータ23を制御して操作エレメント27を回転させ、カム31がタペット29に機械的に接触するようにする。制御装置3はこの場合、ペダル位置センサ21から送出されたペダルエレメント5のその時点の位置に関する情報を利用して、アクチュエータ13を意図的に駆動し、操作エレメント27が相応の位置へ回転してカム31がフォーク状の収容部35に係合するようにする。 Only after the tactile signal is formed, that is, after the start time t S0 of the signal phase t S , the control device 3 controls the motor 23 to rotate the operating element 27 so that the cam 31 contacts the tappet 29 mechanically. To. In this case, the control device 3 intentionally drives the actuator 13 using the information on the current position of the pedal element 5 sent from the pedal position sensor 21, and the operating element 27 rotates to the corresponding position. The cam 31 is engaged with the fork-shaped receiving portion 35.

このようにしてアクチュエータ13がペダルエレメント5に作用結合されるとただちに、触覚信号の形成が開始される。このために、例えば、制御装置3からモータ23に印加される制御電圧が時間変化され、モータ23からトランスミッション25及び操作エレメント27を介してタペット29にかかる力ひいては最終的にペダルエレメント5にかかる力が時間変化され、アクセルペダルが励振される。   As soon as the actuator 13 is operatively coupled to the pedal element 5 in this way, the formation of a tactile signal is started. For this purpose, for example, the control voltage applied from the control device 3 to the motor 23 is changed over time, and the force applied from the motor 23 to the tappet 29 via the transmission 25 and the operation element 27 and eventually the force applied to the pedal element 5. Is changed over time, and the accelerator pedal is excited.

信号フェーズtの終了tS1後、制御装置3はアクチュエータ13を再び静止状態Pへ移行させる。なお、ペダルエレメント5は、触覚信号によって燃料節約モードで走行することを促されたドライバーによって緩められ、ばね19によって静止位置Pminへ逆方向に駆動されてもよい。 After the end t S1 of the signal phase t S , the control device 3 moves the actuator 13 to the stationary state P 0 again. The pedal element 5 may be loosened by a driver who is prompted to travel in the fuel saving mode by a tactile signal, and may be driven in the reverse direction by the spring 19 to the stationary position Pmin .

Claims (13)

ペダルエレメント(5)とアクチュエータ(13)とを備えた、車両(1)用の触覚式アクセルペダル(11)であって、
前記ペダルエレメント(5)は、静止位置(Pmin)から操作方向(7)で最大操作位置(Pmax)まで運動することができ、
前記アクチュエータ(13)は、モータ(23)によって移動可能な操作エレメント(27)を介して前記ペダルエレメント(5)と協働することができ、前記操作エレメント(27)を介して前記操作方向(7)に対して反対向きの力を前記ペダルエレメント(5)へ作用させることができる、触覚式アクセルペダルにおいて、
前記モータ(23)は、直流モータであり、かつ、トランスミッション(25)を介して前記操作エレメント(27)に結合されている
ことを特徴とする触覚式アクセルペダル。
A tactile accelerator pedal (11) for a vehicle (1) comprising a pedal element (5) and an actuator (13),
The pedal element (5) can move from the rest position (P min ) to the maximum operation position (P max ) in the operation direction (7),
The actuator (13) can cooperate with the pedal element (5) via an operating element (27) movable by a motor (23), and the operating direction ( 7) In the tactile accelerator pedal, which can apply a force in the opposite direction to the pedal element (5),
The tactile accelerator pedal, wherein the motor (23) is a direct current motor and is coupled to the operation element (27) via a transmission (25).
前記操作エレメント(27)及び前記ペダルエレメント(5)は、前記アクチュエータ(13)が前記操作エレメント(27)を介して前記操作方向(7)に対して反対向きの力のみを前記ペダルエレメント(5)へ作用させるように構成されている、請求項1記載の触覚式アクセルペダル。   In the operation element (27) and the pedal element (5), the actuator (13) only applies a force opposite to the operation direction (7) via the operation element (27). The tactile accelerator pedal according to claim 1, wherein the tactile accelerator pedal is configured to act on the haptic accelerator. 前記トランスミッション(25)は、2段式に構成されている、請求項1又は2記載の触覚式アクセルペダル。   The tactile accelerator pedal according to claim 1 or 2, wherein the transmission (25) is configured in two stages. 触覚式アクセルペダル(11)の制御方法であって、
信号フェーズ(t)中、アクチュエータ(13)によって、ペダルエレメント(5)が静止位置(Pmin)から最大操作位置(Pmax)まで運動可能となる操作方向(7)に対して反対向きの対抗力を形成し、該対抗力を前記ペダルエレメント(5)に印加する、方法において、
前記信号フェーズ(t)以外では、前記ペダルエレメント(5)と前記アクチュエータ(13)との間の作用結合が分離されるように、前記アクチュエータ(13)を駆動する
ことを特徴とする方法。
A method for controlling a tactile accelerator pedal (11), comprising:
During the signal phase (t S ), the actuator (13) is opposed to the operating direction (7) in which the pedal element (5) can move from the rest position (P min ) to the maximum operating position (P max ). Forming a counterforce and applying the counterforce to the pedal element (5),
Except for the signal phase (t S ), the actuator (13) is driven such that the working coupling between the pedal element (5) and the actuator (13) is separated.
前記信号フェーズ(t)後、前記アクチュエータ(13)が静止状態(P)を取り、該静止状態では前記ペダルエレメント(5)の取りうる複数の位置のいずれにおいても前記ペダルエレメント(5)と前記アクチュエータ(13)との作用結合が生じないように、前記アクチュエータ(13)を駆動する、請求項4記載の方法。 After the signal phase (t S ), the actuator (13) takes a stationary state (P 0 ), and in the stationary state, the pedal element (5) at any of a plurality of possible positions of the pedal element (5). The method according to claim 4, wherein the actuator (13) is driven such that there is no operative coupling between the actuator and the actuator (13). 前記信号フェーズ(t)前の準備フェーズ(t)において、前記アクチュエータ(13)が前記ペダルエレメント(5)との間の作用結合を生じない待機状態(P)を取り、該待機状態からの移行時には前記静止状態(P)からの移行時に比べて短時間で前記ペダルエレメント(5)と係合するように、前記アクチュエータ(13)を駆動する、請求項4又は5記載の方法。 In the preparatory phase (t V ) before the signal phase (t S ), the actuator (13) takes a standby state (P W ) in which no action coupling with the pedal element (5) occurs, and the standby state The method according to claim 4 or 5, wherein the actuator (13) is driven so as to engage with the pedal element (5) in a shorter time when shifting from the stationary state (P 0 ) than when shifting from the stationary state (P 0 ). . 前記待機状態(P)は、前記ペダルエレメント(5)のその時点の位置に追従する、請求項6記載の方法。 The method according to claim 6, wherein the standby state (P W ) follows the current position of the pedal element (5). 車両(1)内の触覚式アクセルペダル(11)を制御するための制御装置(3)であって、請求項4から7までのいずれか1項記載の方法を実行するように構成されていることを特徴とする制御装置(3)。   A control device (3) for controlling a tactile accelerator pedal (11) in a vehicle (1), wherein the control device (3) is configured to perform the method according to any one of claims 4-7. A control device (3) characterized by the above. 請求項1から3までのいずれか1項記載の触覚式アクセルペダル(11)と、
前記触覚式アクセルペダル(11)のアクチュエータ(13)のモータ(23)を制御する制御装置と、
を備えていることを特徴とする車両(1)。
A tactile accelerator pedal (11) according to any one of claims 1 to 3,
A control device for controlling the motor (23) of the actuator (13) of the tactile accelerator pedal (11);
A vehicle (1) comprising:
前記制御装置は、請求項8記載の制御装置(3)である、請求項9記載の車両(1)。   The vehicle (1) according to claim 9, wherein the control device is a control device (3) according to claim 8. 前記制御装置(3)は、前記車両(1)の機関制御装置(37)内に組み込まれている、請求項9又は10記載の車両(1)。   The vehicle (1) according to claim 9 or 10, wherein the control device (3) is incorporated in an engine control device (37) of the vehicle (1). プログラミング可能な制御装置(3)に対して請求項4から7までのいずれか1項記載の方法の実行を指示するためのコンピュータ読み出し可能な複数の命令を含むコンピュータプログラム製品。   Computer program product comprising a plurality of computer readable instructions for instructing a programmable control device (3) to perform the method according to any one of claims 4 to 7. 請求項12記載のコンピュータプログラム製品を記憶したコンピュータ読み出し可能媒体。   A computer readable medium storing a computer program product according to claim 12.
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