DE102024108089A1

DE102024108089A1 - Actuating device for controlling a deceleration device and/or an acceleration device

Info

Publication number: DE102024108089A1
Application number: DE102024108089.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Niemann; Hauke Baumgärtel; Marc Westrich; Carsten Kügeler
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2024-03-21
Filing date: 2024-03-21
Publication date: 2025-09-25

Abstract

Bei einer Betätigungsvorrichtung zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges, wobei die Betätigungsvorrichtung zur Fußbetätigung ausgebildet ist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung mindestens ein eingeschlossenes Fluidvolumen aufweist, dass mindestens ein Drucksensor druckleitend mit dem Fluidvolumen verbunden ist, dass der Drucksensor signalleitend mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, dass die Auswerteeinrichtung zur Berechnung eines Verzögerungssignals und/oder eines Beschleunigungssignals aus dem mittels des Drucksensors ermittelten Fluiddruck ausgebildet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Verzögerungssignals und/oder eines Beschleunigungssignals zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges mittels einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung. In an actuating device for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle, wherein the actuating device is designed for foot actuation, it is provided that the actuating device has at least one enclosed fluid volume, that at least one pressure sensor is connected to the fluid volume in a pressure-conducting manner, that the pressure sensor is connected to an evaluation device in a signal-conducting manner, that the evaluation device is designed to calculate a deceleration signal and/or an acceleration signal from the fluid pressure determined by means of the pressure sensor.
A further aspect of the invention relates to a method for generating a deceleration signal and/or an acceleration signal for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle by means of an actuating device according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges, wobei die Betätigungsvorrichtung zur Fußbetätigung ausgebildet ist sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Verzögerungssignals oder eines Beschleunigungssignals zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges mittels einer Betätigungsvorrichtung.The invention relates to an actuating device for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle, wherein the actuating device is designed for foot actuation, and to a method for generating a deceleration signal or an acceleration signal for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle by means of an actuating device.

Bei der Steuerung eines Fahrzeuges können Drive-by-Wire Systeme eingesetzt werden, bei denen die Steuerung über eine elektrische anstatt einer klassischen mechanischen Verbindung erfolgt. Bei Brake-by-Wire Bremssystemen sind zum Beispiel das Bremspedal und die Bremsen elektrisch miteinander verbunden, es besteht keine mechanische Verbindung. Es gibt hier keinerlei fluidtechnische Systeme, die eine Bremskraft übertragen. Die Drive-by-Wire Technologie schafft neue Möglichkeiten und Herausforderungen im Design der Betätigungsvorrichtung. Ein Pedal mit mechanischem Verfahrweg zum Aufbauen eines hydraulischen Bremsdruckes mittels Hebelwirkung ist nicht mehr notwendig.Drive-by-wire systems can be used to control a vehicle, where control is achieved via an electrical connection instead of a traditional mechanical one. In brake-by-wire braking systems, for example, the brake pedal and the brakes are electrically connected; there is no mechanical connection. There are no fluid systems transmitting braking force. Drive-by-wire technology creates new possibilities and challenges in the design of the actuation device. A pedal with a mechanical travel path for building up hydraulic brake pressure using leverage is no longer necessary.

Es können Bestrebungen bestehen, das Pedal durch einen Druckknopf mit möglichst kurzem Verfahrweg einzusetzen. Der Einsatz von herkömmlichen mechanischen Komponenten kann dabei nachteilig sein, da sich diese beispielsweise verkanten können, wenn der mechanische Druck nicht direkt auftrifft. Gerade bei einer hektischen Verkehrssituation kann es dabei zu großen Gefahren kommen, wenn das Fahrzeug nicht wie gewünscht verzögert. Gleiches gilt für eine entsprechende Ansteuerung der Beschleunigungseinrichtung, also dem Einsatz eines Fahrpedals ohne mechanisches Verbindungssystem.There may be efforts to activate the pedal using a push-button with the shortest possible travel. The use of conventional mechanical components can be disadvantageous, as they can, for example, jam if the mechanical pressure is not applied directly. Especially in hectic traffic situations, this can be extremely dangerous if the vehicle does not decelerate as desired. The same applies to a corresponding control of the accelerator device, i.e., the use of an accelerator pedal without a mechanical connection system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Betätigungsvorrichtung zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges und ein Verfahren zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges vorzuschlagen, bei dem ein Verkanten von mechanischen Bauteilen verhindert ist.The invention is based on the object of proposing an actuating device for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle and a method for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle, in which tilting of mechanical components is prevented.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Verzögerungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a delay device having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 10. Further developments and advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Bei einer Betätigungsvorrichtung zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges, wobei die Betätigungsvorrichtung zur Fußbetätigung ausgebildet ist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung mindestens ein eingeschlossenes Fluidvolumen aufweist, dass mindestens ein Drucksensor druckleitend mit dem Fluidvolumen verbunden ist, dass der Drucksensor signalleitend mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, dass die Auswerteeinrichtung zur Berechnung eines Verzögerungssignals und/oder eines Beschleunigungssignals aus dem mittels des Drucksensors ermittelten Fluiddruck ausgebildet ist.In an actuating device for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle, wherein the actuating device is designed for foot actuation, it is provided that the actuating device has at least one enclosed fluid volume, that at least one pressure sensor is connected to the fluid volume in a pressure-conducting manner, that the pressure sensor is connected to an evaluation device in a signal-conducting manner, that the evaluation device is designed to calculate a deceleration signal and/or an acceleration signal from the fluid pressure determined by means of the pressure sensor.

Bei einer Betätigungsvorrichtung kann es sich um eine Art Bremspedal bzw. Fahrpedal handeln, durch das ein Fahrzeugnutzer das Abbremsen bzw. die Beschleunigung des Fahrzeuges einleiten kann. Typischerweise sind solche Betätigungsvorrichtungen im Fußraum eines Fahrzeuges angeordnet, um vom Fahrzeugnutzer mit dem Fuß betätigt zu werden. Die Betätigungsvorrichtung weist mindestens ein eingeschlossenes Fluidvolumen auf, auf das mit dem Fuß eine Betätigungskraft ausgeübt werden kann. Das Fluidvolumen kann hierbei kissenartig ausgebildet sein und beispielsweise von einer Membran umgeben sein. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um ein Öl, Silikon, Gel oder ein ähnliches Fluid handeln. Mit dem Fluidvolumen ist druckleitend ein Drucksensor verbunden. Bei dem Drucksensor kann es sich beispielsweise um ein Standardbauteil wie einen Öldrucksensor oder Ähnliches handeln. Beim Ausüben einer Betätigungskraft auf das Fluidvolumen wird der Druck in dem Fluidvolumen erhöht. Dieser Fluiddruck kann mittels des mindestens einen Drucksensors erfasst werden. Aus dem erfassten Fluiddruck kann dann mittels mindestens einer Auswerteeinrichtung ein Steuersignal zur Ansteuerung der Verzögerung bzw. Beschleunigung berechnet werden. Bei der Auswerteeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Mikroprozessor, den Bordcomputer oder eine ähnliche Recheneinheit handeln. Insbesondere kann hierbei die Stärke der Verzögerung von der Höhe des Fluiddruckes abhängen. Je stärker die Betätigungsvorrichtung betätigt wird, also je größer die Betätigungskraft ist, die mit dem Fuß auf die Betätigungsvorrichtung ausgeübt wird, desto stärker wird die Verzögerung, also die Bremse betätigt bzw. desto stärker wird die Beschleunigung des Fahrzeuges eingeleitet. Durch das Fluidvolumen wird durch die Betätigungsvorrichtung ein natürlicher Gegendruck aufgebaut, wodurch der Fahrer die Stärke der Betätigung im Fuß spüren kann. Der Gegendruck kann beispielsweise von der Viskosität des verwendeten Fluides abhängen. Hierdurch ist ein haptisches Feedback gegeben, wodurch die Fahrsicherheit erhöht werden kann. Zudem kann die Membran mit dem aufgenommenen Fluid so, beispielsweise halbkugelförmig, ausgebildet sein, dass sie im Fußraum leicht mit den Füßen ohne Blickkontakt ertastet werden kann. In dem Fluidvolumen kann ein mechanischer Endanschlag vorgesehen sein, durch den der Verformungsweg der Membran, also der Betätigungsweg, begrenzt wird. Hierdurch können Beschädigungen der Membran durch zu starke mechanische Belastungen beim Betätigen durch einen Nutzer verhindert werden. Der Endanschlag kann durch einen Vorsprung, einen Pin oder Ähnliches ausgebildet sein. Durch die Verwendung des Fluidvolumens kann eine Betätigungskraft harmonisiert erfasst werden. Weiterhin bietet die Betätigungsvorrichtung gegenüber einem herkömmlichen Pedal den Vorteil, dass ein kleinerer Betätigungsweg erforderlich ist, so dass die Pedale nicht zu viel Platz im Fußraum beanspruchen.An actuating device can be a type of brake pedal or accelerator pedal, through which a vehicle user can initiate deceleration or acceleration of the vehicle. Typically, such actuating devices are arranged in the footwell of a vehicle to be actuated by the vehicle user with their foot. The actuating device has at least one enclosed fluid volume, onto which an actuating force can be exerted with the foot. The fluid volume can be cushion-shaped and, for example, surrounded by a membrane. The fluid can be, for example, oil, silicone, gel, or a similar fluid. A pressure sensor is connected to the fluid volume in a pressure-conducting manner. The pressure sensor can, for example, be a standard component such as an oil pressure sensor or similar. When an actuating force is exerted on the fluid volume, the pressure in the fluid volume increases. This fluid pressure can be detected by the at least one pressure sensor. A control signal for controlling the deceleration or acceleration can then be calculated from the detected fluid pressure using at least one evaluation device. The evaluation device can, for example, be a microprocessor, the on-board computer, or a similar processing unit. In particular, the strength of the deceleration can depend on the level of the fluid pressure. The more strongly the actuating device is actuated, i.e. the greater the actuating force exerted by the foot on the actuating device, the stronger the deceleration, i.e. the brake is actuated or the more strongly the acceleration of the vehicle is initiated. Due to the fluid volume, a natural counterpressure is built up by the actuating device, allowing the driver to feel the force of the actuation in their foot. The counterpressure can, for example, depend on the viscosity of the fluid used. This provides haptic feedback, which can increase driving safety. In addition, the membrane with the absorbed fluid can be shaped, for example, hemispherically. be designed so that it can be easily felt with the feet in the footwell without visual contact. A mechanical end stop can be provided in the fluid volume to limit the deformation path of the membrane, i.e. the actuation path. This can prevent damage to the membrane caused by excessive mechanical stress when actuated by a user. The end stop can be designed as a projection, a pin or similar. By using the fluid volume, an actuation force can be recorded in a harmonized manner. Furthermore, the actuation device has the advantage over a conventional pedal that a smaller actuation path is required, so that the pedals do not take up too much space in the footwell.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Fluidvolumen zumindest abschnittsweise von einer flexiblen Membran umgeben und die Membran ist als Kontaktfläche zum Betätigen mit einer Betätigungskraft ausgebildet. Bei der Membran kann es sich beispielsweise um eine dünne, flexible im Wesentlichen flächig ausgebildete Wandung handeln, durch die das Fluidvolumen zumindest einseitig begrenzt ist. Die Membran kann beispielsweise aus einem Metall, Kunststoff oder ähnlichem gefertigt sein. Durch die flexible Membran kann das Fluidvolumen im Wesentlichen kissenartig ausgebildet sein. Die Membran weist mindestens eine Kontaktfläche auf, auf die mit dem Fuß eine Betätigungskraft zum Auslösen der Verzögerung bzw. Beschleunigung des Fahrzeuges ausgeübt werden kann. Durch die Wahl des Materials und der Eigenschaften der Membran, beispielsweise der Steifigkeit der Membran kann das haptische Feedback der Betätigungsvorrichtung beeinflusst werden.In a further development of the invention, the fluid volume is at least partially surrounded by a flexible membrane, and the membrane is designed as a contact surface for actuation with an actuation force. The membrane can, for example, be a thin, flexible, essentially flat wall by which the fluid volume is delimited on at least one side. The membrane can, for example, be made of metal, plastic, or the like. The flexible membrane allows the fluid volume to be essentially cushion-like. The membrane has at least one contact surface onto which an actuation force can be exerted with the foot to trigger the deceleration or acceleration of the vehicle. The haptic feedback of the actuation device can be influenced by the choice of material and the properties of the membrane, for example the stiffness of the membrane.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kontaktfläche im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet. Beispielsweise kann die Membran im Wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet sein, wobei die die Rundung aufweisende Außenseite der Halbkugel dem Fahrer zugewandt angeordnet ist. Somit kann eine Betätigungskraft positionsunabhängig aufgewendet werden.In a further development of the invention, the contact surface is essentially bowl-shaped. For example, the membrane can be essentially hemispherical, with the outer side of the hemisphere, which has the rounded portion, facing the driver. Thus, an actuating force can be applied regardless of the position.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Basisplatte auf und das Fluidvolumen ist auf der Basisplatte angeordnet. Das Fluidvolumen, das beispielsweise von einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Membran umgeben ist, kann auf einer Basisplatte angeordnet sein. Die Basisplatte kann starr ausgebildet sein und beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff gefertigt sein. Durch die Basisplatte wird ein Gegendruck beim Betätigen der Betätigungsvorrichtung, also beim Aufbringen einer Betätigungskraft auf die Kontaktfläche und somit auf das Fluidvolumen, erzeugt. Hierdurch ist eine genaue Erfassung des Fluiddrucks ermöglicht. Die Membran und die Basisplatte können eine fluiddichte Verbindung aufweisen, so dass das Fluidvolumen zwischen der Membran und der Basisplatte fluiddicht eingeschlossen ist. Die Membran und die Basisplatte können aber auch voneinander getrennte Bauteile sein.In one development of the invention, the actuating device has at least one base plate, and the fluid volume is arranged on the base plate. The fluid volume, which is surrounded, for example, by a substantially hemispherical membrane, can be arranged on a base plate. The base plate can be rigid and made, for example, from a metal or a plastic. The base plate generates a counterpressure when the actuating device is actuated, i.e. when an actuating force is applied to the contact surface and thus to the fluid volume. This enables precise detection of the fluid pressure. The membrane and the base plate can have a fluid-tight connection, so that the fluid volume is enclosed in a fluid-tight manner between the membrane and the base plate. However, the membrane and the base plate can also be separate components.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Basisplatte den mindestens einen Drucksensor auf. Der Drucksensor kann auf der Basisplatte angeordnet sein, sodass eine genaue Erfassung des Fluiddruckes des auf der Basisplatte angeordneten Fluidvolumens bei Aufbringen einer Betätigungskraft gegeben ist.In a further development of the invention, the base plate comprises at least one pressure sensor. The pressure sensor can be arranged on the base plate, allowing precise detection of the fluid pressure of the fluid volume arranged on the base plate when an actuating force is applied.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Betätigungsvorrichtung mindestens einen weiteren Drucksensor auf. Zur Erhöhung der Messsicherheit, kann die Betätigungsvorrichtung einen weiteren Drucksensor aufweisen. Dieser kann redundant zu dem ersten Drucksensor betrieben werden. Die von den einzelnen Drucksensoren erfassten Druckmesswerte können miteinander zur Plausibilität abgeglichen werden. Weiterhin kann die Druckmessung durchgeführt werden, auch wenn ein Drucksensor ausfällt.In a further development of the invention, the actuating device has at least one additional pressure sensor. To increase measurement reliability, the actuating device can have an additional pressure sensor. This can be operated redundantly to the first pressure sensor. The pressure measurements recorded by the individual pressure sensors can be compared with each other for plausibility. Furthermore, the pressure measurement can be performed even if a pressure sensor fails.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das eingeschlossene Fluidvolumen in einem fluiddichten Fluidkissen aufgenommen und zumindest eine Außenwandung des Fluidkissens bildet die Kontaktfläche aus. Das Fluidvolumen kann vollständig in einer Umhüllung, die zumindest abschnittsweise von einer Membran ausgebildet ist, aufgenommen sein. Somit bildet das Fluidvolumen eine Art Kissen aus, das nach außen hin fluiddicht abgeschlossen ist. Das mit Fluid gefüllte Kissen kann auf der Basisplatte angeordnet werden, ohne dass eine Abdichtung gegen die Basisplatte erfolgen muss. Die Basisplatte und das Fluidkissen können somit voneinander getrennte Bauteile sein.In a further development of the invention, the enclosed fluid volume is accommodated in a fluid-tight fluid cushion, and at least one outer wall of the fluid cushion forms the contact surface. The fluid volume can be completely contained in an enclosure formed at least partially by a membrane. Thus, the fluid volume forms a type of cushion that is fluid-tight to the outside. The fluid-filled cushion can be arranged on the base plate without the need for a seal against the base plate. The base plate and the fluid cushion can thus be separate components.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Vibrationseinrichtung schwingungsleitend mit dem Fluidvolumen und/oder mit der Membran verbunden. Um dem Fahrer ein verbessertes haptisches Feedback zu vermitteln, weist die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Vibrationseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Fluidvolumen bzw. die Membran zu Schwingungen anzuregen. Beispielsweise kann der Fahrer durch eine Vibration der Betätigungsvorrichtung auf eine Gefahrensituation, zum Beispiel eine Aktivierung des Antiblockiersystems oder auf ein Rutschen des Fahrzeuges oder Ähnliches hingewiesen werden. Bei der Vibrationseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Motor mit einer Unwucht oder Ähnliches handeln.In a further development of the invention, at least one vibration device is connected to the fluid volume and/or to the membrane in a vibration-conducting manner. To provide the driver with improved haptic feedback, the actuating device has at least one vibration device designed to excite the fluid volume or the membrane to vibrate. For example, vibration of the actuating device can alert the driver to a dangerous situation, such as activation of the anti-lock braking system or skidding of the vehicle, or the like. The vibration device can be, for example, an unbalanced motor or the like.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Viskosität des Fluidvolumens abhängig von einer angelegten elektrischen Spannung und die Betätigungsvorrichtung weist elektrische Kontakte zum Anlegen einer elektrischen Spannung an das Fluid auf. Die Viskosität des Fluidvolumens, also die Zähigkeit des Fluides, hat maßgeblichen Einfluss auf das haptische Feedback für den Fahrer beim Betätigen der Betätigungsvorrichtung. Das Fluid kann hierbei so ausgebildet sein, dass durch ein Anlegen einer elektrischen Spannung die Viskosität eingestellt werden kann. Zum Anlegen einer elektrischen Spannung ist eine entsprechende elektrische Kontaktierung und eine Spannungsquelle vorgesehen. Somit kann die Viskosität an persönliche Vorlieben des Fahrers angepasst werden, oder die Viskosität kann an Fahrsituationen angepasst werden.In a further development of the invention, the viscosity of the fluid volume depends on a applied electrical voltage, and the actuating device has electrical contacts for applying an electrical voltage to the fluid. The viscosity of the fluid volume, i.e., the viscosity of the fluid, has a significant influence on the haptic feedback for the driver when actuating the actuating device. The fluid can be designed in such a way that the viscosity can be adjusted by applying an electrical voltage. Appropriate electrical contacts and a voltage source are provided for applying an electrical voltage. This allows the viscosity to be adjusted to the driver's personal preferences, or the viscosity can be adapted to driving situations.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Verzögerungssignals und/oder eines Beschleunigungssignals zum Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung und/oder einer Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeuges mittels einer Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung ein eingeschlossenes Fluidvolumen aufweist, wobei die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Kontaktfläche zum Betätigen mit einer Betätigungskraft aufweist, wobei der Fluiddruck des Fluidvolumens bei einer aktuellen Betätigungskraft mittels mindestens eines Drucksensors ermittelt wird, wobei aus dem ermittelten Fluiddruck mittels mindestens einer Auswerteeinrichtung mindestens ein Verzögerungssignal und/oder mindestens ein Beschleunigungssignal berechnet werden.A further aspect of the invention relates to a method for generating a deceleration signal and/or an acceleration signal for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle by means of an actuating device, wherein the actuating device has an enclosed fluid volume, wherein the actuating device has at least one contact surface for actuation with an actuating force, wherein the fluid pressure of the fluid volume at a current actuating force is determined by means of at least one pressure sensor, wherein at least one deceleration signal and/or at least one acceleration signal are calculated from the determined fluid pressure by means of at least one evaluation device.

Verzögerungssignale, also Bremssignale, oder Beschleunigungssignale sind Steuerungssignale, die zur Ansteuerung der Bremsen des Fahrzeuges bzw. des Antriebsaggregat, sei es ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor, benötigt werden. Bei einem Verzögerungssignal handelt es sich also um ein Steuerungssignal zum Einleiten einer Bremsung, bei einem Beschleunigungssignal handelt es sich um ein Signal, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beeinflusst wird. Zur Erzeugung dieser Steuerungssignale ist eine Betätigungsvorrichtung mit einem eingeschlossenen Fluidvolumen vorgesehen. Bei einer Betätigungsvorrichtung kann es sich um eine Art Bremspedal bzw. Fahrpedal handeln, durch das ein Fahrzeugnutzer die Beschleunigung bzw. das Abbremsen des Fahrzeuges mit dem Fuß einleiten kann. Die Betätigungsvorrichtung weist mindestens ein eingeschlossenes Fluidvolumen auf, auf das mit dem Fuß eine Betätigungskraft ausgeübt wird. Mittels eines Drucksensors wird der Fluiddruck des Fluidvolumens erfasst. Durch Betätigen der Betätigungsvorrichtung mit einer Betätigungskraft wird der Druck des Fluidvolumens erhöht. Aus dem erfassten Fluiddruck wird mittels mindestens einer Auswerteeinrichtung ein Verzögerungssignal oder ein Beschleunigungssignal berechnet. Insbesondere kann hierbei die Stärke der Verzögerung von der Höhe des Fluiddruckes abhängen. Je stärker die Betätigungsvorrichtung betätigt wird, also je größer die Kraft ist, die mit dem Fuß auf die Betätigungsvorrichtung ausgeübt wird, desto stärker wird die Verzögerung, also die Bremse betätigt bzw. desto stärker wird die Beschleunigung des Fahrzeuges eingeleitet.Deceleration signals, i.e. braking signals, or acceleration signals are control signals required to control the brakes of the vehicle or the drive unit, be it an electric motor or an internal combustion engine. A deceleration signal is a control signal for initiating braking, while an acceleration signal is a signal used to influence the speed of the vehicle. To generate these control signals, an actuating device with an enclosed fluid volume is provided. An actuating device can be a type of brake pedal or accelerator pedal through which a vehicle user can initiate the acceleration or deceleration of the vehicle with their foot. The actuating device has at least one enclosed fluid volume onto which an actuating force is exerted with the foot. The fluid pressure of the fluid volume is detected by a pressure sensor. By actuating the actuating device with an actuating force, the pressure of the fluid volume is increased. A deceleration signal or an acceleration signal is calculated from the detected fluid pressure using at least one evaluation device. In particular, the degree of deceleration can depend on the level of the fluid pressure. The more forcefully the actuating device is actuated, i.e., the greater the force exerted on the actuating device with the foot, the greater the deceleration, i.e., the brake is applied, or the more strongly the vehicle accelerates.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Fluiddruck redundant mit mindestens einem zweiten Drucksensor erfasst. Zur Erhöhung der Messsicherheit, kann der Fluiddruck mit mindestens einem weiteren Drucksensor erfasst werden. In a further development of the method, the fluid pressure is measured redundantly with at least a second pressure sensor. To increase measurement reliability, the fluid pressure can be measured with at least one additional pressure sensor.

Dieser kann redundant zu dem ersten Drucksensor betrieben werden. Die von den einzelnen Drucksensoren erfassten Druckmesswerte können miteinander zur Plausibilisierung abgeglichen werden. Weiterhin kann die Druckmessung durchgeführt werden, auch wenn ein Drucksensor ausfällt.This can be operated redundantly to the first pressure sensor. The pressure readings recorded by the individual pressure sensors can be compared with each other for plausibility checks. Furthermore, pressure measurement can be performed even if one pressure sensor fails.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Viskosität des Fluidvolumens abhängig von einer angelegten elektrischen Spannung und die Viskosität wird durch das Anlegen einer elektrischen Spannung eingestellt. Die Viskosität des Fluidvolumens, also die Zähigkeit des Fluides, hat maßgeblichen Einfluss auf das haptische Feedback für den Fahrer beim Betätigen der Betätigungsvorrichtung. Das Fluid kann hierbei so ausgebildet sein, dass durch ein Anlegen einer elektrischen Spannung die Viskosität eingestellt werden kann. Somit kann die Viskosität an persönliche Vorlieben des Fahrers angepasst werden, oder die Viskosität kann als haptisches Feedback an Fahrsituationen angepasst werden.In a further development of the method, the viscosity of the fluid volume depends on an applied electrical voltage, and the viscosity is adjusted by applying an electrical voltage. The viscosity of the fluid volume, i.e., the viscosity of the fluid, has a significant influence on the haptic feedback for the driver when operating the actuating device. The fluid can be designed in such a way that the viscosity can be adjusted by applying an electrical voltage. This allows the viscosity to be adjusted to the driver's personal preferences, or the viscosity can be adapted to driving situations as haptic feedback.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Fluidvolumen und/oder die Membran mittels mindestens einer Vibrationseinrichtung zu Schwingungen angeregt. Um dem Fahrer ein verbessertes haptisches Feedback zu vermitteln, weist die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Vibrationseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Fluidvolumen bzw. die Membran zu Schwingungen anzuregen. Dadurch, dass das Fluid in Schwingungen versetzt wird, kann der Fahrer beispielsweise auf Gefahrensituationen, wie zum Beispiel eine Aktivierung des Antiblockiersystems oder auf ein Rutschen des Fahrzeuges oder Ähnliches hingewiesen werden.In a further development of the method, the fluid volume and/or the membrane are excited to vibrate by means of at least one vibration device. To provide the driver with improved haptic feedback, the actuating device has at least one vibration device designed to excite the fluid volume or the membrane to vibrate. By causing the fluid to vibrate, the driver can be alerted, for example, to dangerous situations, such as the activation of the anti-lock braking system or a skidding of the vehicle, or similar events.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:

1: eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in einem Querschnitt und
2: eine Betätigungsvorrichtung im Fußraum eines Fahrzeuges.

An exemplary embodiment is further explained in the following drawing. The schematic representations show details in:

1 : an actuating device according to the invention in a cross section and
2 : an operating device in the footwell of a vehicle.

In 1 ist eine Betätigungsvorrichtung 1 mit einem eingeschlossenen Fluidvolumen 2 und einem Drucksensor 3 in einem schematischen Querschnitt dargestellt. Das Fluidvolumen 2 ist von einer Membran 4 umgeben. Die Betätigungsvorrichtung 1 ist im Fußraum 5 eines Fahrzeuges angeordnet. Die Membran 4 ist flexibel ausgebildet und weist eine Kontaktfläche 6 auf. Beim Belasten der Kontaktfläche 6 mit einem Fuß zur Erzeugung einer Betätigungskraft, erhöht sich der Druck des Fluides 2, das in der Membran 4 eingeschlossen ist. Der Fluiddruck wird mit dem Drucksensor 3 erfasst und das Messsignal wird an eine Steuereinheit 7 weitergeleitet. Aus dem Messsignal wird ein Steuersignal zur Ansteuerung der Bremsen oder der Beschleunigungseinrichtung des Fahrzeuges berechnet. Beispielsweise kann eine umso stärkere Bremsung des Fahrzeuges eingeleitet werden, je höher die auf die Kontaktfläche 6 ausgeübte Betätigungskraft und der daraus resultierende Fluiddruck ist.In 1 1 shows a schematic cross-section of an actuating device 1 with an enclosed fluid volume 2 and a pressure sensor 3. The fluid volume 2 is surrounded by a membrane 4. The actuating device 1 is arranged in the footwell 5 of a vehicle. The membrane 4 is flexible and has a contact surface 6. When a foot is placed on the contact surface 6 to generate an actuating force, the pressure of the fluid 2 enclosed in the membrane 4 increases. The fluid pressure is detected by the pressure sensor 3, and the measurement signal is forwarded to a control unit 7. A control signal for controlling the brakes or the acceleration device of the vehicle is calculated from the measurement signal. For example, the greater the actuating force exerted on the contact surface 6 and the resulting fluid pressure, the more severe the braking of the vehicle can be.

In 2 ist eine Betätigungsvorrichtung 1 gemäß 1 im Fußraum eines Fahrzeuges dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist eine Basisplatte 8 auf, auf der das Fluidvolumen 2 mit der Membran 4 angeordnet ist. Der Drucksensor 3 ist an der Basisplatte 8 angeordnet. Die Kontaktfläche 6 der Membran 4 kann mit dem schematisch dargestellten Fuß 9 betätigt werden.In 2 is an actuating device 1 according to 1 in the footwell of a vehicle. Identical components are provided with the same reference numerals. The actuating device 1 has a base plate 8 on which the fluid volume 2 with the membrane 4 is arranged. The pressure sensor 3 is arranged on the base plate 8. The contact surface 6 of the membrane 4 can be actuated with the schematically illustrated foot 9.

Claims

Actuating device for controlling a deceleration device and/or an acceleration device of a vehicle, wherein the actuating device (1) is designed for foot actuation, characterized in that the actuating device (1) has at least one enclosed fluid volume (2), that at least one pressure sensor (3) is connected to the fluid volume (2) in a pressure-conducting manner, that the pressure sensor (3) is connected to an evaluation device in a signal-conducting manner, that the evaluation device is designed to calculate a deceleration signal and/or an acceleration signal from the fluid pressure determined by means of the pressure sensor (3).

Actuating device according to Claim 1 , characterized in that the fluid volume (2) is at least partially surrounded by at least one flexible membrane (4) and that the membrane (4) is designed as a contact surface (6) for actuation with an actuating force.

Actuating device according to Claim 2 , characterized in that the contact surface (6) is substantially shell-shaped.

Actuating device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the actuating device (1) has at least one base plate (8) and that the fluid volume (2) is arranged on the base plate (8).

Actuating device according to Claim 4 , characterized in that the base plate (8) has at least one pressure sensor (3).

Actuating device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the actuating device has at least one further pressure sensor (3).

Actuating device according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the enclosed fluid volume (2) is accommodated in at least one fluid-tight fluid cushion and that at least one outer wall of the fluid cushion forms the contact surface (6).

Actuating device according to one of the Claims 1 until 7 that at least one vibration device is connected in a vibration-conducting manner to the fluid volume (2) and/or to the membrane (4).

Actuating device according to one of the Claims 1 until 8 characterized in that the viscosity of the fluid volume (2) is dependent on an applied electrical voltage and that the actuating device (1) has electrical contacts for applying an electrical voltage to the fluid.

Method for generating a deceleration signal or an acceleration signal for controlling a deceleration device or an acceleration device of a vehicle by means of an actuating device, wherein the actuating device (1) has an enclosed fluid volume (2), wherein the actuating device (1) has at least one contact surface (6) for actuation with an actuating force, wherein the fluid pressure of the fluid volume (2) is determined by means of at least one pressure sensor (3) when an actuating force is applied, wherein at least one deceleration signal or at least one acceleration signal is calculated from the determined fluid pressure by means of at least one evaluation device.

Procedure according to Claim 10 , characterized in that the fluid pressure is detected redundantly with at least one second pressure sensor (3).

Method according to one of the Claims 10 or 11 , characterized in that the viscosity of the fluid volume (2) is dependent on an applied electrical voltage and that the viscosity is adjusted by applying an electrical voltage.

Method according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the fluid volume (2) and/or the membrane (4) are excited to oscillate by means of at least one vibration device.