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DE10041178A1 - Operating device for controling motor vehicle has tactile feedback actuators working in all degrees of freedom for tactile signaling of when boundary conditions are reached or approached - Google Patents

Operating device for controling motor vehicle has tactile feedback actuators working in all degrees of freedom for tactile signaling of when boundary conditions are reached or approached

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Publication number
DE10041178A1
DE10041178A1 DE2000141178 DE10041178A DE10041178A1 DE 10041178 A1 DE10041178 A1 DE 10041178A1 DE 2000141178 DE2000141178 DE 2000141178 DE 10041178 A DE10041178 A DE 10041178A DE 10041178 A1 DE10041178 A1 DE 10041178A1
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DE
Germany
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control device
tactile feedback
control element
reached
tactile
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Withdrawn
Application number
DE2000141178
Other languages
German (de)
Inventor
Carsten Semmler
Joerg Kreft
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/12—Hand levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/08—Brake-action initiating means for personal initiation hand actuated
    • B60T7/10—Disposition of hand control
    • B60T7/102—Disposition of hand control by means of a tilting lever
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Steering Controls (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

The operating device (1) has a control element that can be moved in several degrees of freedom (X1,X2,Y1,Y2) and that provides tactile feedback. The tactile feedback provided in all degrees of freedom can be generated by corresponding actuators for tactile signaling of when boundary conditions are reached or approached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an operating device for controlling a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Bedien- und Lenkanordnungen für Kraftfahrzeuge sind vielfältig bekannt. Zur Steuerung bzw. Lenkung eines Kraftfahrzeuges dient in üblicher Weise das bekannte Lenkrad. Die Lenkbewegung als solches wird bei modernen Fahrzeugen dabei üblicherweise nicht mehr direkt durch die auf ein Lenkrad ausgeübte Kraft bewirkt, sondern die Lenkbewegung wird über Servostellelemente vom Lenkrad aufgenommen und physikalisch in ihrer Kraftausübung verstärkt auf das Lenkgestänge übertragen. Solche Servolenkungen sind mittlerweile üblicher Stand der Technik geworden.Operating and steering arrangements for motor vehicles are widely known. For controlling or steering of a motor vehicle is used in the usual way, the known steering wheel. The Steering movement as such is usually not used in modern vehicles more directly caused by the force exerted on a steering wheel, but the Steering movement is picked up by the steering wheel via servo control elements and physically transfer their strength to the steering linkage. Such Power steering systems have become the state of the art.

Geschwindigkeit und Beschleunigung werden über Pedalsysteme bewirkt. Es sind jedoch ebenso Systeme bekannt, wenn auch noch nicht üblich geworden, die ähnlich wie im Flugverkehr vom klassischen Gaspedal abrücken, und Hebel- oder Joysticksysteme zur Einstellung der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung einsetzen.Speed and acceleration are achieved via pedal systems. However, there are systems also known, if not yet common, which are similar to those in Air traffic move away from the classic accelerator pedal, and lever or joystick systems Use speed or acceleration setting.

Desweiteren sind bereits Systeme bekannt, wenn auch noch nicht im praktischen alltäglichen Einsatz, bei denen Hebel- und Joysticksysteme auch zur Lenkung eingesetzt werden, und das klassische Lenkrad ggf. ablösen sollen.Furthermore, systems are already known, although not yet in practice everyday use where lever and joystick systems are also used for steering and replace the classic steering wheel if necessary.

So ist aus der DE 196 00 138 C2 ein Bedien- oder Fahrelement zur Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsbetätigung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Bei diesem Hebelbedienelement wird eine Reaktionskraft erzeugt, die proportional zur sich ergebenden Differenz zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit ist. Ein Bedienelement dieser Art dient jedoch lediglich als Gaspedalsubstitution.DE 196 00 138 C2 describes an operating or driving element for speed and / or acceleration actuation for a motor vehicle. With this Lever control produces a reaction force that is proportional to itself resulting difference between target and actual speed. One control however, this type only serves as an accelerator pedal replacement.

Aus der DE 196 25 497 C1 ist eine Hebelanordnung bekannt, die sowohl zur Steuerung der Längs- als auch der Querbewegung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird. From DE 196 25 497 C1 a lever arrangement is known, both for control purposes the longitudinal as well as the transverse movement of a motor vehicle is used.  

Die DE 196 39 849 C1 beschreibt ein Verfahren zur Auswahl einer Mehrzahl von in einem Fahrzeug angeordneten Bedienelementen. Es sind eine Mehrzahl von Joystickhebeln auf Fahrer und Beifahrerplatz verteilt. Dabei wird die bedienseitige Priorität auf eine bestimmte Art und Weise eingestellt.DE 196 39 849 C1 describes a method for selecting a plurality of in controls arranged in a vehicle. There are a number of Joystick levers distributed to the driver and front passenger seat. The operator side Priority set in a certain way.

Aus der DE 196 25 498 C1 ist eine Bedienelementanordnung zur Steuerung einer Längs- und Querbewegung eines Kraftfahrzeuges angegeben. Dabei besteht das eigentliche Bedienelement aus einem teilkreisförmigen Element bei dem an den zwei nach oben stehenden Enden jeweils ein Handgriff angeordnet ist. Dieses Element ist um einen bestimmten Winkel drehbar. Entsprechende Drehgeber nehmen die Drehbewegung auf und steuern hierüber proportional das Lenkaggregat an.DE 196 25 498 C1 describes an operating element arrangement for controlling a longitudinal and transverse movement of a motor vehicle specified. The real thing is Control element from a part-circular element with the two at the top standing ends a handle is arranged. This element is one certain angle rotatable. Appropriate encoders record the rotary movement and control the steering unit proportionally.

Aus der DE 196 25 502 C1 ist ebenfalls ein Hebel zur Steuerung der Längsbewegung eines Fahrzeuges bekannt. Dabei ist ein gesonderter Rangiermodus einstellbar, um das Fahrzeug auch feinfühlig bewegen zu können.From DE 196 25 502 C1 is also a lever for controlling the longitudinal movement of a vehicle known. A separate maneuvering mode can be set to ensure that To be able to move the vehicle sensitively.

Bei einer Anordnung gemäß DE 196 25 500 A1 ist statt eines Hebels ein etwa handgroßes Modell eines Automobils vorgesehen, welches zur entsprechenden Steuerung längs- und querverschiebbar ist.In an arrangement according to DE 196 25 500 A1, an approximately is instead of a lever Hand-sized model of an automobile provided, which corresponds to the corresponding Control can be moved longitudinally and transversely.

Aus der DE 195 48 717 C1 ist ein Art Joystick bekannt, der jedoch zur beidhändigen Bedienung zwei Handgriffe aufweist.From DE 195 48 717 C1, a type of joystick is known, but it can be used with both hands Operation has two handles.

Die zitierten Dokumente belegen die Vielfältigkeit auf diesem Gebiet. Dennoch bergen die angeführten Anordnungen der bekannten Art die Gefahr, dass der Fahrzeugführer die Beherrschung des Fahrzeuges in Grenzsituationen verlieren kann, weil die Betätigung eines Joysticks völlig den Bezug zur Bodenhaftung verlustig machen kann.The cited documents demonstrate the diversity in this area. Still recover the cited arrangements of the known type the risk that the driver can lose control of the vehicle in borderline situations because the Actuation of a joystick can completely lose the relation to the road grip.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bedieneinrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass Grenzsituationen im Fahrbetrieb besser bemerkt oder erkannt werden können.The invention is therefore based on the object of an operating device Generic type to further develop that borderline situations in Driving operations can be better noticed or recognized.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer Bedieneinrichtung der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmaie des Patentanspruches 1 gelöst.The task is in an operator control device of the generic type by characterizing features of claim 1 solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further advantageous refinements are specified in the dependent claims.  

Kern der Erfindung besteht darin, dass das Bedienelement taktil rückmeldend ist, derart, dass in allen Betätigungsfreiheitsgraden taktile Rückmeldungen über entsprechende Steller zur fühlbaren Meldung des Erreichens oder Bevorstehens von Grenzsituationen des Fahrzeuges generierbar sind. Dadurch entsteht wiederum ein Bezug zur aktuellen Haftungssituation des Fahrzeuges in den jeweiligen Fahrsituationen, wodurch der Fahrer Gelegenheit erhält unmittelbar korrigierend einzugreifen.The essence of the invention is that the control element is tactile feedback, such that in all degrees of freedom of actuation tactile feedback about corresponding Steller for noticeable notification of reaching or impending borderline situations of the vehicle can be generated. This in turn creates a reference to the current one Liability situation of the vehicle in the respective driving situations, causing the driver Opportunity to take corrective action immediately.

Die taktile Rückmeldung wird in einem Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung durch Steller erzeugt, die eine erhöhte Steifigkeit des Bedienelementes erzeugen. Dabei wird die besagte Steifigkeit vornehmlich in derjenigen Betätigungsrichtung erzeugt, in der bei Belassen der Steuersituation oder bei Weiterbetätigung eine Haftungsgrenzsituation überschritten würde.The tactile feedback is in one embodiment of the invention Actuators generated that generate increased rigidity of the control. Doing so said stiffness is primarily generated in the direction of actuation in which Leave the tax situation or a liability limit situation if continued would be exceeded.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die taktile Rückmeldung vor Erreichen einer Haftungsgrenzsituation so stark generierbar ist, daß dieselbe zu einer Begrenzung oder Rückführung der Beschleunigung und/oder der Geschwindigkeit in einen Bereich unterhalb der Gefahrengrenze führt. Dies bedeutet, dass wenn beispielsweise ein Lenkeinschlag gewählt wurde der bei aktueller Geschwindigkeit zum Schleudern führen würde, so wird dies zum einen taktil rückgemeldet, und dies in einer Weise, dass sich das Bedienelement, bspw. der Joystick auch gegen den Betätigungswiderstand der Betätigungshand des Fahrzeugführer in Brems- oder zumindest in Verzögerungsstellung bringt.In a further advantageous embodiment it is provided that the tactile feedback is given Reaching a limit of liability situation is so strong that it becomes one Limitation or feedback of the acceleration and / or the speed in leads to an area below the danger limit. This means that if For example, a steering lock was selected at the current speed Skidding, this is reported tactilely on the one hand, and this in a Way that the control element, for example. The joystick against the Operating resistance of the driver's operating hand in braking or at least in the delay position.

in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass bei Erreichen oder Überschreiten von Grenzsituationen die Bremse grundsätzlich betätigt wird, und dies über die taktile Rückmeldung durch eine Stellung auf eine entsprechende Situation auch generiert wird.In a further advantageous embodiment, it is provided that when reached or exceeding limit situations the brake is basically applied, and this via tactile feedback through a position on a corresponding situation is also generated.

Weiterhin ist ausbildet, dass das Bedienelement ein Lenkrad oder ein Joystickschalter sein kann. Dabei kann über das Lenkrad auch das Erreichen einer Grenzsituation in entsprechender Weise durch Erhöhung der Steifigkeit gemeldet werden. Damit ist die Erfindung auch bei Lenksystemen der klassischen Art vorteilhaft einsetzbar. It is also designed that the control element is a steering wheel or a joystick switch can be. The steering wheel can also be used to reach a limit situation in be reported accordingly by increasing the stiffness. So that's it Invention can also advantageously be used in steering systems of the classic type.  

Vorteilhaft ist weiterhin, dass über das Bedienelement in weiter Ausgestaltung sowohl die Seitwärts- bzw. Querbewegungsgrößen als auch die Längsbewegungsgrößen steuerbar sind.It is also advantageous that both the Sideways or transverse movement quantities as well as the longitudinal movement quantities are controllable are.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass über das Bedienelement auch die Bremse betätigbar ist. Auf diese Weise ist ein Höchstmaß an Sicherheit gegeben.Furthermore, it is advantageously configured that the brake also via the control element can be actuated. This ensures the highest level of security.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.The invention is illustrated in the drawing and described in more detail below.

Die Zeichnung zeigt eine Art Joystick als Bedienelement 1, welches in der Mittelkonsole eines nicht weiter in Einzelheiten gezeigten Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Hier sind im wesentlichen vier grundsätzlichen Stellrichtungen, nämlich 'vor' und 'zurück' und 'links' und 'rechts' gegeben. Die Richtung 'vor' bedeutet Beschleunigen, ggf. ist dabei die abgerufene Beschleunigung proportional zum Betätigungsausschlag nach vorne. Eine Betätigung nach 'hinten' bedeutet Verzögern oder Bremsen. Hierbei ist die Bremskraft in gleicher Weise proportional zum Betätigungsausschlag.The drawing shows a type of joystick as control element 1 , which is arranged in the center console of a motor vehicle, which is not shown in further detail. There are essentially four basic directions of adjustment, namely 'forward' and 'back' and 'left' and 'right'. The direction 'forwards' means acceleration, if necessary the acceleration called up is proportional to the actuation deflection to the front. Actuating backwards means decelerating or braking. The braking force is proportional to the actuation deflection in the same way.

In gleicher Weise sind Betätigungen nach links und nach rechts möglich, bei denen ebenfalls der bewirkte Lenkeinschlag proportional zur Auslenkung des Joysticks ist. Es sind jedoch auch zusammengesetzte Bewegungen, wie beispielsweise leichte Linkslenkung mit gleichzeitiger Beschleunigung möglich, was mit einer entsprechenden diagonalen Auslenkung einherginge. In gleicher Weise ist jede gleichzeitige Lenk- und Brems- oder Beschleunigungsbetätigung denkbar.In the same way, operations to the left and to the right are possible for those the steering angle caused is also proportional to the deflection of the joystick. It are also compound movements, such as light movements Left-hand drive with simultaneous acceleration possible, which with a corresponding diagonal deflection. In the same way, any simultaneous steering and Brake or acceleration actuation possible.

Hierzu sind entsprechende Steller X1 und X2 für vor und zurück, sowie Y1 und Y2 für links und rechts vorgesehen. Diese bewirken bei Grenzsituationen die taktile Rückmeldung und versteifen das Bedienelement mit entsprechender Richtungskomponente, die jeweils kritisch ist. Auf diese Wiese wird das Bedienelement in seiner Beweglichkeit versteift, oder ggf. sogar bremsend zurückbetätigt.For this purpose, corresponding actuators X1 and X2 for forwards and backwards, as well as Y1 and Y2 for provided left and right. In borderline situations these cause the tactile Feedback and stiffen the control element with appropriate Directional component, which is critical in each case. This is the control element stiffened in its mobility, or, if necessary, even braked back.

Hierzu sind die Steller X1, X2, Y1, Y2 mit einer Logikeinheit 10 verschaltet, die über entsprechende Sensoren der ABS-Anlage 11 oder gesonderten Haftsensoren 12 in Korrespondenz steht. Dadurch wird die Haftsituation des Fahrzeuges miteinbeziehbar.For this purpose, the actuators X1, X2, Y1, Y2 are connected to a logic unit 10 , which is in correspondence via corresponding sensors of the ABS system 11 or separate adhesion sensors 12 . This makes it possible to include the vehicle's grip situation.

Claims (8)

1. Bedieneinrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges mit einem in mehreren Freiheitsgraden bewegbaren Bedienelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (1) taktil rückmeldend ist, derart, dass in allen Betätigungsfreiheitsgraden taktile Rückmeldungen über entsprechende Steller (X1, X2, Y1, Y2) zur fühlbaren Meldung des Erreichens oder Bevorstehens von Grenzsituationen des Fahrzeuges generierbar sind.1. Control device for controlling a motor vehicle with a control element that can be moved in several degrees of freedom, characterized in that the control element ( 1 ) is tactile feedback, such that tactile feedback via corresponding actuators (X1, X2, Y1, Y2) can be felt in all degrees of freedom of actuation Notification of the reaching or impending limit situations of the vehicle can be generated. 2. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Rückmeldung durch eine durch die Steller (X1, X2, Y1, Y2) erzeugte erhöhte Steifigkeit des Bedienelementes (10) in den besagten Betätigungsrichtungen, in denen Grenzsituationen erreicht werden, erzeugbar ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the tactile feedback generated by the actuators (X1, X2, Y1, Y2) increased stiffness of the control element ( 10 ) in said actuation directions in which borderline situations are reached can be generated. 3. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Rückmeldung vor Erreichen einer Haftungsgrenzsituation so stark generierbar ist, daß dieselbe zu einer Begrenzung oder Rückführung der Beschleunigung und/oder der Geschwindigkeit in einen Bereich unterhalb der Gefahrengrenze führt.3. Control device according to one of the preceding claims, characterized characterized that the tactile feedback before reaching a Liability limit situation can be generated so strongly that it leads to a limitation or feedback of the acceleration and / or the speed into one Area below the danger limit. 4. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Bedieneinrichtung (10) bei Erreichen oder einer Haftungsgrenzsituation die Bremse automatisch angesteuert und dies entsprechend proportional taktil über die besagten Steller (X1, X2, Y1, Y2) rückmeldbar ist.4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the brake is automatically actuated when the control device ( 10 ) is reached or when a liability limit situation is reached and this can be reported in a correspondingly tactile manner via the said actuators (X1, X2, Y1, Y2). 5. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (10) ein Lenkrad ist.5. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control element ( 10 ) is a steering wheel. 6. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (10) eine Art Joystick ist. 6. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control element ( 10 ) is a type of joystick. 7. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Bedienelement (10) sowohl die Seitwärts- bzw. Querbewegungsgrößen als auch die Längsbewegungsgrößen steuerbar sind.7. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that both the lateral and transverse movement quantities and the longitudinal movement quantities can be controlled via the control element ( 10 ). 8. Bedieneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über das Bedienelement (10) auch die Bremse betätigbar ist.8. Control device according to claim 8, characterized in that the brake can also be actuated via the control element ( 10 ).
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