EP3642685A1 - Drehsteuereinrichtung - Google Patents

Drehsteuereinrichtung

Info

Publication number
EP3642685A1
EP3642685A1 EP18726800.8A EP18726800A EP3642685A1 EP 3642685 A1 EP3642685 A1 EP 3642685A1 EP 18726800 A EP18726800 A EP 18726800A EP 3642685 A1 EP3642685 A1 EP 3642685A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
user interface
processing unit
orientation
vehicle
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18726800.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Haevescher
Artur Neumann
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.)
Signata GmbH
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3642685A1 publication Critical patent/EP3642685A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/06—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/12—Limiting control by the driver depending on vehicle state, e.g. interlocking means for the control input for preventing unsafe operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/34—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/08—Range selector apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/08—Turn knobs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/126—Rotatable input devices for instruments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/25—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using haptic output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/06—Direction of travel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00—Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/13—Materials or fluids with special properties
    • B60Y2410/134—Rheological, magneto- or electro- fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
    • F16D57/002—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders comprising a medium with electrically or magnetically controlled internal friction, e.g. electrorheological fluid, magnetic powder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/34—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators
    • F16H2048/343—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators using a rotary motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/08—Range selector apparatus
    • F16H2059/081—Range selector apparatus using knops or discs for rotary range selection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/24—Providing feel, e.g. to enable selection
    • F16H2061/241—Actuators providing feel or simulating a shift gate, i.e. with active force generation for providing counter forces for feed back
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H2003/008—Mechanisms for operating contacts with a haptic or a tactile feedback controlled by electrical means, e.g. a motor or magnetofriction

Definitions

  • the invention relates to a rotation control device for a vehicle having a user interface surface adapted to rotate about an axis of rotation of the device with respect to a housing of the device, a sensor unit for monitoring alignment and / or rotational movement of the user interface surface with respect to the housing , a processing unit and a communication interface for transmitting control signals in accordance with an output from the processing unit, the output being generated by the processing unit based on sensor data from the sensor unit, the rotation control means further comprising a magnetorheological actuator, the magnetorheological actuator comprising a rotating element which is mechanically connected to the user interface surface and for interacting with a magnetorheological fluid of the magnetorheological actuator, and wherein the magnetorheo logic actuator comprises an assembly for generating and / or influencing characteristics of a magnetic field acting on the magnetorheological fluid such that the magnetorheological actuator is for modulating torque transmission between the user interface surface and the housing.
  • Haptic interfaces for control are known, for example, from European Patent Publication EP2065614A1, which discloses an assembly for influencing magnetic field properties for the purpose of modulating torque transfer between a rotary member and a haptic interface housing.
  • control devices based on magnetorheological actuators are capable of making selections and providing control signals in a wide variety of ways.
  • control applications particularly in a vehicle where operating modes can be selected with such a device, there is a need to limit the device's selection capabilities to prevent a user from entering commands that are appropriate for the device.
  • controlled system or the controlled machine can be destructive. In vehicles, the lack of such restrictions can even lead to life-threatening situations.
  • the object of the invention is therefore the introduction of a rotation control device that can be operated safely.
  • a rotation control device for a vehicle having a user interface surface adapted to rotate about an axis of rotation of the device with respect to a housing of the device, a sensor unit for monitoring alignment and / or rotational movement of the user interface surface with respect to the housing, a processing unit and a communication interface for transmitting control signals in accordance with an output from the processing unit, the output being generated by the processing unit based on sensor data from the sensor unit, the rotation control means further comprising a magneto-rheological actuator, wherein the magnetorheological actuator comprises a rotary member mechanically connected to the user interface surface and for interacting with a magnetorheological fluid of the magnetorheological actuator, and wob the magnetorheological actuator comprises an assembly for generating and / or influencing characteristics of a magnetic field acting on the magnetorheological fluid such that the magnetorheological actuator is for modulating torque transmission between the user interface surface and the housing, the actuator being configured to the characteristics of the magnetic field according to vehicle status signals received by the device via the communication interface and
  • a vehicle status signal may include information regarding the speed and operating mode of the vehicle.
  • the rotation control device can accordingly take into account such information when it drives the MRF actuator.
  • an operator or user of the vehicle can not rotate the user interface surface in this situation to an orientation for selecting a reverse operation mode.
  • a user interface surface position within the meaning of the invention refers to the placement of the user interface surface within a plane that is spatially offset from the device body by a specified distance.
  • Alignment of the user interface surface in accordance with the invention refers to a rotational displacement of the user interface surface about a specific degree of rotation with respect to an initial adjustment of the user interface surface relative to the housing about the axis of rotation of the device.
  • the magnetorheological fluid defines the behavior of the rotation control device.
  • a voltage supplied to the package is varied to induce a surrounding magnetic field that changes the viscosity of the liquid.
  • the MRF can vary between a liquid state and a solid state, which can be controlled very precisely. In a liquid state, the MRF transfers little to no torque between the rotating member and the housing. However, if the viscosity increases and the liquid approaches a solid state, increase The shearing forces in the liquid and between the liquid and the rotary member and between the liquid and the housing or a component which is fixedly attached to the housing. This results in increased torque transfer between the user interface surface and the housing.
  • the device may be used to select an operating mode of the vehicle, which is, for example, a forward drive operating mode in which torque is transmitted from a drive unit of the vehicle to drive the vehicle in a forward direction, a reverse drive operating mode in which torque is from one Drive unit of the vehicle is transmitted to drive the vehicle in a reverse direction, a neutral operating mode in which no torque is transmitted from a drive unit of the vehicle, a parking operating mode in which a torque transfer unit which is attached to the drive unit of the vehicle, mechanically blocked or another mode of operation.
  • an operating mode of the vehicle which is, for example, a forward drive operating mode in which torque is transmitted from a drive unit of the vehicle to drive the vehicle in a forward direction, a reverse drive operating mode in which torque is from one Drive unit of the vehicle is transmitted to drive the vehicle in a reverse direction, a neutral operating mode in which no torque is transmitted from a drive unit of the vehicle, a parking operating mode in which a torque transfer unit which is attached to the drive unit of the vehicle, mechanically blocked or another mode of operation.
  • a position and / or orientation of the user interface surface remains constant in the absence of a force applied to the device from an external source, then that position and / or orientation of the user interface surface may be referred to as a stable position.
  • that position and / or orientation of the user interface surface may then be said to be unstable.
  • a safety-relevant function of the vehicle in the sense of the invention can be, for example, the selection of an operating mode of the vehicle, steering, acceleration or braking of the vehicle.
  • a non-safety function of the vehicle may be, for example, navigation or control of a multimedia interface.
  • a communication path in the sense of the invention may, for example, be a hardwired circuit for transmitting data, such as a data bus, and / or a wireless one Be a data transmission channel.
  • data such as a data bus
  • a wireless one Be a data transmission channel In many modern road vehicles, a CAN data bus is a preferred type of communication path.
  • the user interface surface or knob in the sense of the invention may comprise the outer surface of an annular and / or half-shell-shaped structure, which may be used by an operator, e.g. User, the vehicle is accessible.
  • the user interface surface may further include a structure underlying the exterior surface of the user interface surface.
  • the device is designed such that, when the vehicle status signals are received via the communication interface, these are redirected to the processing unit, and the processing unit for carrying out a comparison of the information contained in the vehicle status signals with a set of predetermined values Parameters that are stored in a memory unit of the device, is designed, and that the processing unit is adapted to output command signals to the module according to the results of the comparison.
  • the processing unit is adapted to compare information contained in a vehicle status signal indicative of a current speed value of the vehicle with a predetermined value of a speed threshold parameter stored in a memory of the device, and when the speed value exceeds the threshold, the processing unit is configured to issue command signals to the assembly such that the assembly influences the characteristics of the magnetic field to prevent rotation of the user interface interface from the first orientation to the second orientation.
  • the processing unit is configured to output command signals to the assembly such that the assembly influences the characteristics of the magnetic field such that rotation of the user interface surface from the first orientation to the second orientation. alignment is prevented based on a current orientation of the user interface surface.
  • the processing unit is configured to issue command signals to the assembly such that the assembly influences the characteristics of the magnetic field to prevent rotation of the user interface interface from the first orientation to the second orientation based on a current operating mode of the vehicle.
  • the processing unit is configured to issue command signals to the assembly such that the assembly influences the characteristics of the magnetic field such that rotation of the user interface interface from the first orientation to the second orientation based on data stored in a memory of the device stored with respect to the control signal, which is transmitted from the communication interface immediately before, is prevented.
  • the device is designed to transmit control signals for selecting operating modes of the vehicle.
  • the processing unit when the device receives a vehicle status signal indicating that the vehicle is traveling at a speed above a predetermined speed threshold in a forward direction, particularly when the vehicle is in a forward drive operating mode, the processing unit inputs command signals Assembly, so that the user interface surface is prevented from being rotated to a second orientation for selecting a reverse drive mode of operation, and / or the processing unit sensor data indicating that the user interface surface, despite the inhibition provided through the actuator to an orientation for selecting a reverse operation mode has been turned on, actively ignored.
  • the processing unit when the device receives a vehicle status signal indicating that the vehicle is traveling at a speed above a predetermined speed threshold in a reverse direction, particularly when the vehicle is in a reverse drive operating mode, the processing unit inputs command signals Assembly, so that the user interface surface is prevented from being rotated to an orientation for selecting a forward drive mode of operation, and / or the processing unit sensor data indicating that the user interface surface, despite the inhibition provided via the actuator to an orientation for selecting a Forward operating mode has been turned on, actively ignored.
  • Figure 1 is a schematic diagram of an embodiment of the rotation control device according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a schematic diagram of an embodiment of the inventive rotation control device 1 having a user interface surface 3 that can be moved and rotated by a user or operator of a vehicle.
  • the user interface surface may be rotated about a rotational axis 7 of the device 1 to various orientations, for example for selecting operating modes of a vehicle.
  • the user interface surface 3 may further be moved by a user or operator of the vehicle between first, second and third positions P1, P2, P3.
  • the device 1 comprises a housing 5, which at least partially encloses a processing unit 11 mounted on a substrate 15, which is a printed circuit board.
  • the processing unit 1 1 is connected to a communication interface 13. Via the communication interface 13, signals, such as control signals Ts, can be transmitted and received. In particular, the communication interface 13 can receive vehicle status signals. The vehicle status signals may be forwarded to the processing unit 11 where the information contained in these signals may be taken into account as command signals are generated to control the behavior of the assembly.
  • the processing unit 1 1 is further connected to a sensor unit 9, which serves to monitor the rotational movement and / or the orientation of the user interface surface with respect to the housing 5.
  • the sensor unit 9 transmits sensor data Ds to the processing unit 11, and based on this sensor data Ds, the processing unit 11 can generate control signals for transmission via the communication interface 13.
  • the device further comprises an assembly 17 for generating and influencing a magnetic field in a chamber 19 of the housing 5.
  • the chamber contains a magnetorheological fluid 21, also known as MRF.
  • a rotary member 23 is partially positioned within the chamber. The rotary member 23 is mechanically connected to the user interface surface 3 and rotates with the rotation of the interface 3.
  • the magnetorheological fluid 21 varies in viscosity as it were.
  • the fluid similarly transfers more or less torque between the user interface surface 3 and the housing 5 of the device 1. This is caused by shear forces in the fluid and between the fluid and the chamber wall.
  • the assembly modulates a type of deceleration force acting on the user interface surface 3.
  • Such systems which include an MRF 21 in a chamber 19, rotating elements 23 and assemblies 17 for influencing the magnetic field in the chamber 19, are often referred to as MRF actuators.
  • the processing unit 1 1 is designed to output error signals for controlling the module 17.
  • the assembly 17 may be driven, for example, by a controller on the substrate 15 that supplies the module 17 with a pulse width modulated (PWM) current or a pulse width modulated (PWM) voltage in accordance with the command signals from the processing unit 11.
  • PWM pulse width modulated
  • PWM pulse width modulated
  • the device further comprises a servo actuator 25 which engages the rotary member 23 and therefore can apply torque to the user interface surface 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehsteuereinrichtung (1) für ein Fahrzeug, die eine Benutzerschnittstellenoberfläche (3), insbesondere einen Drehknopf, die dazu ausgelegt ist, sich hinsichtlich eines Gehäuses (5) der Einrichtung (1) um eine Drehachse (7) der Einrichtung (1) herum zu drehen, ferner eine Sensoreinheit (9) zum Überwachen der Ausrichtung und/oder der Drehbewegung der Benutzerschnittstellenoberfläche (3) hinsichtlich des Gehäuses (5), eine Verarbeitungseinheit (11) und eine Kommunikationsschnittstelle (13) zum Übermitteln von Steuersignalen (Ts) gemäß einer Ausgabe (Op) von der Verarbeitungseinheit (11 ) umfasst, wobei die Ausgabe (Op) durch die Verarbeitungseinheit (11) auf Basis von Sensordaten (Ds) von der Sensoreinheit (9) erzeugt wird.

Description

Drehsteuereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug, die eine Benutzerschnittstellenoberfläche, die dazu ausgelegt ist, sich hinsichtlich eines Gehäuses der Einrichtung um eine Drehachse der Einrichtung herum zu drehen, ferner eine Sensoreinheit zum Überwachen der Ausrichtung und/oder der Drehbewegung der Benutzerschnittstellenoberfläche hinsichtlich des Gehäuses, eine Verarbeitungseinheit und eine Kommunikationsschnittstelle zum Übermitteln von Steuersignalen gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit umfasst, wobei die Ausgabe durch die Verarbeitungseinheit auf Basis von Sensordaten von der Sensoreinheit erzeugt wird, wobei die Drehsteuereinrichtung ferner einen magnetorheologischen Aktor umfasst, wobei der magnetorheologische Aktor ein Drehelement umfasst, das mechanisch mit der Benutzerschnittstellenoberfläche verbunden ist und zum Interagieren mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit des magnetorheologischen Aktors dient, und wobei der magnetorheologische Aktor eine Baugruppe zum Erzeugen und/oder Beeinflussen von Eigenschaften eines Magnetfelds, das auf die magnetorheologische Flüssigkeit einwirkt, umfasst, so dass der magnetorheologische Aktor zum Modulieren einer Drehmomentübertragung zwischen der Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse dient.
Haptische Schnittstellen zur Steuerung sind zum Beispiel aus der europäischen Patentveröffentlichung EP2065614A1 bekannt, bei der eine Baugruppe zum Beeinflussen von Eigenschaften eines Magnetfelds zum Zweck des Modulierens des Drehmomenttransfers zwischen einem Drehelement und einem Gehäuse der haptischen Schnittstelle offenbart ist.
Derartige Steuereinrichtungen, die auf magnetorheologischen Aktoren basieren, sind auf eine große Vielfalt von Weisen in der Lage, Auswahlen vorzunehmen und Steuersignale zu erstellen. Bei manchen Steueranwendungen, insbesondere in einem Fahrzeug, wo Betriebsmodi mit einer derartigen Einrichtung ausgewählt werden können, besteht jedoch die Notwendigkeit, die Auswahlfähigkeiten der Einrichtung zu beschränken, um zu verhindern, dass ein Benutzer Befehle eingibt, die für das ge- steuerte System oder die gesteuerte Maschine destruktiv sein können. In Fahrzeugen kann der Mangel derartiger Beschränkungen sogar zu lebensgefährlichen Situationen führen.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher die Einführung einer Drehsteuereinrichtung, die sicherer betrieben werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Drehsteuereinrichtung erzielt, die durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs definiert ist. Die abhängigen Ansprüche und die Beschreibung definieren vorteilhafte Ausführungsformen des Systems.
Die Aufgabe wird daher durch eine Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug erzielt, die eine Benutzerschnittstellenoberfläche, die dazu ausgelegt ist, sich hinsichtlich eines Gehäuses der Einrichtung um eine Drehachse der Einrichtung herum zu drehen, ferner eine Sensoreinheit zum Überwachen der Ausrichtung und/oder der Drehbewegung der Benutzerschnittstellenoberfläche hinsichtlich des Gehäuses, eine Verarbeitungseinheit und eine Kommunikationsschnittstelle zum Übermitteln von Steuersignalen gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit umfasst, wobei die Ausgabe durch die Verarbeitungseinheit auf Basis von Sensordaten von der Sensoreinheit erzeugt wird, wobei die Drehsteuereinrichtung ferner einen magne- torheologischen Aktor umfasst, wobei der magnetorheologische Aktor ein Drehelement umfasst, das mechanisch mit der Benutzerschnittstellenoberfläche verbunden ist und zum Interagieren mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit des magne- torheologischen Aktors dient, und wobei der magnetorheologische Aktor eine Baugruppe zum Erzeugen und/oder Beeinflussen von Eigenschaften eines Magnetfelds, das auf die magnetorheologische Flüssigkeit einwirkt, umfasst, so dass der magnetorheologische Aktor zum Modulieren einer Drehmomentübertragung zwischen der Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse dient, wobei der Aktor dazu ausgelegt ist, die Eigenschaften des Magnetfelds gemäß Fahrzeugstatussignalen, die durch die Einrichtung über die Kommunikationsschnittstelle empfangen werden, und auf Basis der Sensordaten von der Sensoreinheit, die eine gegenwärtige Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche und/oder einer Drehbewegung der Be- nutzerschnittstellenoberfläche von einer ersten Ausrichtung zu einer zweiten Ausrichtung angeben, zu erzeugen und/oder zu beeinflussen.
Ein Fahrzeugstatussignal kann zum Beispiel Informationen bezüglich der Geschwindigkeit und des Betriebsmodus des Fahrzeugs enthalten. Wenn ein Straßenfahrzeug mit einem Getriebemodul zum Transferieren eines Drehmoments von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs entlang der Antriebskette zu den Rädern eines Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit in eine Vorwärtsrichtung fährt, würde es für das Getriebemodul verheerend sein, wenn ein Betriebsmodus zum Fahren in eine Rückwärtsrichtung implementiert wird. Die Drehsteuereinrichtung kann daher dementsprechend derartige Informationen berücksichtigen, wenn sie den MRF-Aktor ansteuert. Vorteilhafterweise, mit der wie oben definierten Drehsteuereinrichtung, kann ein Betreiber oder Benutzer des Fahrzeugs die Benutzerschnittstellenoberfläche in dieser Situation nicht zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Rückwärts-Betriebsmodus drehen.
Eine Position der Benutzerschnittstellenoberfläche im Sinne der Erfindung bezieht sich auf die Platzierung der Benutzerschnittstellenoberfläche innerhalb einer Ebene, die räumlich vom Gehäuse der Einrichtung um einen spezifizierten Abstand versetzt ist. Eine Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche im Sinne der Erfindung bezieht sich auf eine Drehverschiebung der Benutzerschnittstellenoberfläche um einen spezifischen Drehungsgrad hinsichtlich einer anfänglichen Einstellung der Benutzerschnittstellenoberfläche bezüglich des Gehäuses um die Drehachse der Einrichtung herum.
Die magnetorheologische Flüssigkeit definiert das Verhalten der Drehsteuereinrichtung. Zu diesem Zweck wird eine Spannung, mit der die Baugruppe versorgt wird, variiert, um ein umgebendes Magnetfeld zu induzieren, das die Viskosität der Flüssigkeit ändert. In Abhängigkeit vom Magnetfeld, insbesondere in Abhängigkeit von Eigenschaften des Magnetfelds, wie etwa Intensität und/oder Richtung, kann die MRF zwischen einem flüssigen und einem festen Zustand variieren, der sehr genau gesteuert werden kann. In einem flüssigen Zustand überträgt die MRF wenig bis zu kein Drehmoment zwischen dem Drehelement und dem Gehäuse. Wenn sich die Viskosität jedoch erhöht und die Flüssigkeit sich einem festen Zustand nähert, erhö- hen sich die Scherkräfte in der Flüssigkeit und zwischen der Flüssigkeit und dem Drehelement sowie zwischen der Flüssigkeit und dem Gehäuse oder einer Komponente, die fest am Gehäuse angebracht ist. Dies führt zu einem erhöhten Drehmomenttransfer zwischen der Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse.
Die Einrichtung kann zum Auswählen eines Betriebsmodus des Fahrzeugs verwendet werden, was zum Beispiel ein Vorwärtsantrieb-Betriebsmodus ist, bei dem Drehmoment von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs übertragen wird, um das Fahrzeug in eine Vorwärtsrichtung anzutreiben, ein Rückwärtsgangantrieb-Betriebsmodus, bei dem Drehmoment von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs übertragen wird, um das Fahrzeug in eine Rückwärtsrichtung anzutreiben, ein Neutral-Betriebsmodus, bei dem kein Drehmoment von einer Antriebseinheit des Fahrzeugs übertragen wird, ein Parken-Betriebsmodus, bei dem eine Drehmomentübertragungseinheit, die an der Antriebseinheit des Fahrzeugs angebracht ist, mechanisch geblockt wird, oder ein anderer Betriebsmodus.
Wenn eine Position und/oder Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche beim Nichtvorhandensein einer von einer externen Quelle an die Einrichtung angelegten Kraft konstant bleibt, dann kann diese Position und/oder Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche als eine stabile Position bezeichnet werden. Andererseits kann, wenn die Benutzerschnittstellenoberfläche nicht in einer bestimmten Position oder Ausrichtung bleibt, weil zum Beispiel ein Mechanismus der Einrichtung intern eine Kraft anlegt, diese Position und/oder Ausrichtung dann als nicht stabil bezeichnet werden.
Eine sicherheitsrelevante Funktion des Fahrzeugs im Sinne der Erfindung kann zum Beispiel die Auswahl eines Betriebsmodus des Fahrzeugs, Lenken, Beschleunigen oder Bremsen des Fahrzeugs sein. Eine Nicht-Sicherheitsfunktion des Fahrzeugs kann zum Beispiel eine Navigation oder Steuerung einer Multimedia-Schnittstelle sein.
Ein Kommunikationsweg im Sinne der Erfindung kann zum Beispiel eine Festverdrahtung zum Übertragen von Daten, wie etwa ein Datenbus, und/oder ein drahtloser Datenübertragungskanal sein. In vielen modernen Straßenfahrzeugen ist ein CAN- Datenbus eine bevorzugte Art des Kommunikationswegs.
Die Benutzerschnittstellenoberfläche oder der Drehknopf im Sinne der Erfindung kann die Außenfläche einer ringförmigen und/oder halbschalenförmigen Struktur umfassen, die einem Betreiber, d.h. Benutzer, des Fahrzeugs zugänglich ist. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann ferner eine unter der Außenfläche der Benutzerschnittstellenoberfläche liegende Konstruktion umfassen.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung ist die Einrichtung derart ausgelegt, dass, wenn die Fahrzeugstatussignale über die Kommunikationsschnittstelle empfangen werden, diese zur Verarbeitungseinheit umgeleitet werden, und dass die Verarbeitungseinheit zum Ausführen eines Vergleichs der in den Fahrzeugstatussignalen enthaltenen Informationen mit einem Satz von vorbestimmten Werten von Parametern, die in einer Speichereinheit der Einrichtung gespeichert sind, ausgelegt ist, und dass die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe gemäß den Ergebnissen des Vergleichs auszugeben.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt, Informationen, die in einem Fahrzeugstatussignal enthalten sind, das einen gegenwärtigen Geschwindigkeitswert des Fahrzeugs angibt, mit einem vorbestimmten Wert eines Geschwindigkeitsschwellenparameters, der in einem Speicher der Einrichtung gespeichert ist, zu vergleichen, und, wenn der Geschwindigkeitswert den Schwellenwert überschreitet, die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung verhindert wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzerschnittstellenoberfläche von der ersten Ausrichtung zur zwei- ten Ausrichtung basierend auf einer gegenwärtigen Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche verhindert wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung basierend auf einem gegenwärtigen Betriebsmodus des Fahrzeugs verhindert wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung basierend auf Daten, die in einem Speicher der Einrichtung gespeichert sind, bezüglich des Steuersignals, das von der Kommunikationsschnittstelle unmittelbar zuvor übermittelt wird, verhindert wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung ist die Einrichtung dazu ausgelegt, Steuersignale zum Auswählen von Betriebsmodi des Fahrzeugs zu übermitteln.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung, wenn die Einrichtung ein Fahrzeugstatussignal empfängt, das angibt, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit über einer vorbestimmten Geschwindigkeitsschwelle in einer Vorwärtsrichtung fährt, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug in einem Vorwärtsantrieb-Betriebsmodus befindet, gibt die Verarbeitungseinheit Befehlssignale zur Baugruppe aus, so dass die Benutzerschnittstellenoberfläche daran gehindert wird, zu einer zweiten Ausrichtung zum Auswählen eines Rückwärtsantrieb-Betriebsmodus gedreht zu werden, und/oder die Verarbeitungseinheit Sensordaten, die angeben, dass die Benutzerschnittstellenoberfläche trotz der über den Aktor bereitgestellten Inhibition zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Rückwärts-Betriebsmodus gedreht worden ist, aktiv ignoriert. Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung, wenn die Einrichtung ein Fahrzeugstatussignal empfängt, das angibt, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit über einer vorbestimmten Geschwindigkeitsschwelle in einer Rückwärtsrichtung fährt, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug in einem Rückwärtsantrieb-Betriebsmodus befindet, gibt die Verarbeitungseinheit Befehlssignale zur Baugruppe aus, so dass die Benutzerschnittstellenoberfläche daran gehindert wird, zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Vorwärtsantrieb-Betriebsmodus gedreht zu werden, und/oder die Verarbeitungseinheit Sensordaten, die angeben, dass die Benutzerschnittstellenoberfläche trotz der über den Aktor bereitgestellten Inhibition zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Vorwärts-Betriebsmodus gedreht worden ist, aktiv ignoriert.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird als nächstes ausführlich unter Bezugnahme auf die folgende Figur erläutert. Diese zeigt:
Figur 1 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung.
Figur 1 stellt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehsteuereinrichtung 1 dar, die eine Benutzerschnittstellenoberfläche 3 aufweist, die durch einen Benutzer oder Betreiber eines Fahrzeugs bewegt und gedreht werden kann. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann um eine Drehachse 7 der Einrichtung 1 herum zu verschiedenen Ausrichtungen gedreht werden, zum Beispiel zum Auswählen von Betriebsmodi eines Fahrzeugs. Die Benutzerschnittstellenoberfläche 3 kann des Weiteren durch einen Benutzer oder Betreiber des Fahrzeugs zwischen einer ersten, zweiten und dritten Position P1 , P2, P3 bewegt werden.
Die Einrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 5, das zumindest teilweise eine Verarbeitungseinheit 1 1 einschließt, die auf einem Substrat 15, das eine Leiterplatte ist, befestigt ist. Die Verarbeitungseinheit 1 1 ist mit einer Kommunikationsschnittstelle 13 verbunden. Über die Kommunikationsschnittstelle 13 können Signale, wie etwa Steuersignale Ts, übermittelt und empfangen werden. Insbesondere kann die Kommunikationsschnittstelle 13 Fahrzeugstatussignale empfangen. Die Fahrzeugstatussignale können zur Verarbeitungseinheit 1 1 weitergeleitet werden, wo die in diesen Signalen enthaltenen Informationen berücksichtigt werden können, wenn Befehlssignale zum Steuern des Verhaltens der Baugruppe erstellt werden.
Die Verarbeitungseinheit 1 1 ist ferner mit einer Sensoreinheit 9 verbunden, die zum Überwachen der Drehbewegung und/oder der Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche hinsichtlich des Gehäuses 5 dient. Die Sensoreinheit 9 übermittelt Sensordaten Ds zur Verarbeitungseinheit 1 1 und auf Basis dieser Sensordaten Ds kann die Verarbeitungseinheit 1 1 Steuersignale zum Übermitteln über die Kommunikationsschnittstelle 13 erzeugen.
Die Einrichtung umfasst ferner eine Baugruppe 17 zum Erzeugen und Beeinflussen eines Magnetfelds in einer Kammer 19 des Gehäuses 5. Die Kammer enthält eine magnetorheologische Flüssigkeit 21 , auch als MRF bekannt. Ein Drehelement 23 ist teilweise innerhalb der Kammer positioniert. Das Drehelement 23 ist mechanisch mit der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 verbunden und dreht sich mit der Drehung der Schnittstelle 3.
Entsprechend von Änderungen in Eigenschaften des Magnetfelds, die durch die Baugruppe 17 bewirkt werden, wie etwa Feldstärke und -richtung, variiert die magnetorheologische Flüssigkeit 21 sozusagen in der Viskosität. Daher überträgt die Flüssigkeit auf entsprechende Weise mehr oder weniger Drehmoment zwischen der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 und dem Gehäuse 5 der Einrichtung 1 . Dies wird durch Scherkräfte in der Flüssigkeit und zwischen der Flüssigkeit und der Kammerwand verursacht. Da das Gehäuse 5 der Einrichtung allgemein fest im Fahrzeug befestigt ist, kann in Betracht gezogen werden, dass die Baugruppe eine Art Verzögerungskraft, die auf die Benutzerschnittstellenoberfläche 3 einwirkt, moduliert. Derartige Systeme, die eine MRF 21 in einer Kammer 19, Drehelemente 23 und Baugruppen 17 zum Beeinflussen des Magnetfelds in der Kammer 19 umfassen, werden häufig als MRF-Aktoren bezeichnet. Die Verarbeitungseinheit 1 1 ist dazu ausgelegt, Be- fehlssignale zum Steuern der Baugruppe 17 auszugeben. Die Baugruppe 17 kann zum Beispiel durch eine Steuerung auf dem Substrat 15, die der Baugruppe 17 einen pulsweitenmodulierten (PWM) Strom oder eine pulsweitenmodulierte (PWM) Spannung gemäß den Befehlssignalen von der Verarbeitungseinheit 1 1 zuführt, angetrieben werden.
Die Einrichtung umfasst ferner einen Servoaktor 25, der am Drehelement 23 eingreift und daher ein Drehmoment an der Benutzerschnittstellenoberfläche 3 anwenden kann.
Bezuqszeichen
I Drehsteuereinrichtung
3 Benutzerschnittstellenoberfläche
5 Gehäuse
7 Drehachse
9 Sensoreinheit
I I Verarbeitungseinheit
13 Kommunikationsschnittstelle
15 Substrat/PCB
17 Baugruppe zum Erzeugen/Beeinflussen eines Magnetfelds
19 Kammer
21 magnetorheologische Flüssigkeit
23 Drehelement
25 Servoaktor
X1 erste Richtung
X2 zweite Richtung
P1 erste Position
P2 zweite Position
P3 dritte Position

Claims

Patentansprüche
1 . Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug, die eine Benutzerschnittstellenoberfläche, die dazu ausgelegt ist, sich hinsichtlich eines Gehäuses der Einrichtung um eine Drehachse der Einrichtung herum zu drehen, ferner eine Sensoreinheit zum Überwachen der Ausrichtung und/oder der Drehbewegung der Benutzerschnittstellenoberfläche hinsichtlich des Gehäuses, eine Verarbeitungseinheit und eine Kommunikationsschnittstelle zum Übermitteln von Steuersignalen gemäß einer Ausgabe von der Verarbeitungseinheit umfasst, wobei die Ausgabe durch die Verarbeitungseinheit auf Basis von Sensordaten von der Sensoreinheit erzeugt wird, wobei die Drehsteuereinrichtung ferner einen magnetorheologischen Aktor umfasst, wobei der magnetorheologische Aktor ein Drehelement umfasst, das mechanisch mit der Benutzerschnittstellenoberfläche verbunden ist und zum Interagieren mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit des magnetorheologischen Aktors dient, und wobei der magnetorheologische Aktor eine Baugruppe zum Erzeugen und/oder Beeinflussen von Eigenschaften eines Magnetfelds, das auf die magnetorheologische Flüssigkeit einwirkt, umfasst, so dass der magnetorheologische Aktor zum Modulieren einer Drehmomentübertragung zwischen der Benutzerschnittstellenoberfläche und dem Gehäuse dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor dazu ausgelegt ist, die Eigenschaften des Magnetfelds gemäß Fahrzeugstatussignalen, die durch die Einrichtung über die Kommunikationsschnittstelle empfangen werden, und auf Basis der Sensordaten von der Sensoreinheit, die eine gegenwärtige Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche und/oder einer Drehbewegung der Benutzerschnittstellenoberfläche von einer ersten Ausrichtung zu einer zweiten Ausrichtung angeben, zu erzeugen und/oder zu beeinflussen.
2. Drehsteuereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung derart ausgelegt ist, dass, wenn die Fahrzeugstatussignale über die Kommunikationsschnittstelle empfangen werden, diese zur Verarbeitungseinheit umgeleitet werden, und dass die Verarbeitungseinheit zum Ausführen eines Vergleichs der in den Fahrzeugstatussignalen enthaltenen Informationen mit einem Satz von vorbestimmten Werten von Parametern, die in einer Speichereinheit der Einrichtung gespeichert sind, ausgelegt ist, und dass die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe gemäß den Ergebnissen des Vergleichs auszugeben.
3. Drehsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Informationen, die in einem Fahrzeugstatussignal enthalten sind, das einen gegenwärtigen Geschwindigkeitswert des Fahrzeugs angibt, mit einem vorbestimmten Wert eines Geschwindigkeitsschwellenparameters, der in einem Speicher der Einrichtung gespeichert ist, zu vergleichen, und, wenn der Geschwindigkeitswert den Schwellenwert überschreitet, die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung verhindert wird.
4. Drehsteuereinrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung basierend auf einer gegenwärtigen Ausrichtung der Benutzerschnittstellenoberfläche verhindert wird.
5. Drehsteuereinrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung basierend auf einem gegenwärtigen Betriebsmodus des Fahrzeugs verhindert wird.
6. Drehsteuereinrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, Befehlssignale zur Baugruppe auszugeben, so dass die Baugruppe die Eigenschaften des Magnetfelds derart beeinflusst, dass eine Drehung der Benutzeroberflächenschnittstelle von der ersten Ausrichtung zur zweiten Ausrichtung basierend auf Daten, die in einem Speicher der Einrichtung gespeichert sind, bezüglich des Steuer- Signals, das von der Kommunikationsschnittstelle unmittelbar zuvor übermittelt wird, verhindert wird.
7. Drehsteuereinrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung dazu ausgelegt ist, Steuersignale zum Auswählen von Betriebsmodi des Fahrzeugs zu übermitteln.
8. Drehsteuereinrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Einrichtung ein Fahrzeugstatussignal empfängt, das angibt, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit über einer vorbestimmten Geschwindigkeitsschwelle in einer Vorwärtsrichtung fährt, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug in einem Vorwärtsantrieb-Betriebsmodus befindet, die Verarbeitungseinheit Befehlssignale zur Baugruppe ausgibt, so dass die Benutzerschnittstellenoberfläche daran gehindert wird, zu einer zweiten Ausrichtung zum Auswählen eines Rückwärtsantrieb-Betriebsmodus gedreht zu werden, und/oder die Verarbeitungseinheit Sensordaten, die angeben, dass die Benutzerschnittstellenoberfläche trotz der über den Aktor bereitgestellten Inhibition zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Rückwärts-Betriebsmodus gedreht worden ist, aktiv ignoriert.
9. Drehsteuereinrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Einrichtung ein Fahrzeugstatussignal empfängt, das angibt, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit über einer vorbestimmten Geschwindigkeitsschwelle in einer Rückwärtsrichtung fährt, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug in einem Rückwärtsantrieb-Betriebsmodus befindet, die Verarbeitungseinheit Befehlssignale zur Baugruppe ausgibt, so dass die Benutzerschnittstellenoberfläche daran gehindert wird, zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Vorwärtsantrieb-Betriebsmodus gedreht zu werden, und/oder die Verarbeitungseinheit Sensordaten, die angeben, dass die Benutzerschnittstellenoberfläche trotz der über den Aktor bereitgestellten Inhibition zu einer Ausrichtung zum Auswählen eines Vorwärts-Betriebsmodus gedreht worden ist, aktiv ignoriert.
EP18726800.8A 2017-06-21 2018-05-23 Drehsteuereinrichtung Pending EP3642685A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017210436.8A DE102017210436A1 (de) 2017-06-21 2017-06-21 Drehsteuereinrichtung
PCT/EP2018/063538 WO2018233969A1 (de) 2017-06-21 2018-05-23 Drehsteuereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3642685A1 true EP3642685A1 (de) 2020-04-29

Family

ID=62235969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18726800.8A Pending EP3642685A1 (de) 2017-06-21 2018-05-23 Drehsteuereinrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200142439A1 (de)
EP (1) EP3642685A1 (de)
CN (1) CN110770674B (de)
DE (1) DE102017210436A1 (de)
WO (1) WO2018233969A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016015155A1 (de) * 2016-05-13 2017-11-16 Liebherr-Werk Bischofshofen Gmbh Anordnung zum Steuern einer Arbeitsmaschine
DE102017210437A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Zf Friedrichshafen Ag Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug
JP2021167181A (ja) * 2020-04-13 2021-10-21 株式会社東海理化電機製作所 シフト装置
DE102021213263A1 (de) 2021-11-25 2023-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Drehsteuervorrichtung
DE102021213266A1 (de) 2021-11-25 2023-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Bedienelement und System für ein Fahrzeug
DE102021213262A1 (de) 2021-11-25 2023-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Drehsteuervorrichtung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10029191A1 (de) * 2000-06-19 2001-12-20 Philips Corp Intellectual Pty Elektronisch gesteuerter Flüssigkeitsdrehknopf als haptisches Bedienelement
DE102004041690A1 (de) * 2003-08-27 2005-03-24 Marquardt Gmbh Elektrischer Schalter
EP2065614A1 (de) 2007-11-28 2009-06-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Magnetorheologische Kraftübertragungsvorrichtung
FR2930655B1 (fr) * 2008-04-29 2013-02-08 Commissariat Energie Atomique Interface a retour d'effort a sensation amelioree
US10007290B2 (en) * 2010-09-15 2018-06-26 Inventus Engineering Gmbh Haptic operating device with a rotating element and method
FR3010547B1 (fr) * 2013-09-09 2016-12-23 Dav Interface de commande a retour haptique
US10087996B2 (en) * 2014-02-03 2018-10-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Magnetorheological actuator having a rotationally driven threaded spindle and clutch having an actuator
FR3040928B1 (fr) * 2015-09-14 2017-10-13 Valeo Comfort & Driving Assistance Selecteur de commande d'un vehicule automobile et procede de selection d'une commande de vehicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017210436A1 (de) 2018-12-27
WO2018233969A1 (de) 2018-12-27
CN110770674A (zh) 2020-02-07
CN110770674B (zh) 2021-07-30
US20200142439A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3642685A1 (de) Drehsteuereinrichtung
DE102018222235A1 (de) Drehsteuervorrichtung
DE60101842T2 (de) Fahrzeugbedienung mit manueller notbetätigung
DE102004050014B4 (de) elektronisches Lenksystem
DE19859806B4 (de) Lenksystem für Kraftfahrzeuge
DE19836679C2 (de) Fahrzeuglenkung
DE102018114594A1 (de) Fahrzeuge und lenksysteme für fahrzeuge, die eine haptische rückmeldung bereitstellen
DE10145982A1 (de) Lenkwiderstandsvorrichtung
DE102004037617A1 (de) Mit einem Übertragungsverhältnis-Einstellmechanismus ausgerüstete Lenkvorrichtung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug
DE102017210438A1 (de) Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug
DE102004050486A1 (de) System für die Erkennung der Endposition der Bewegung der Lenkung bei "Steer by Wire" Systemen
DE102017210437A1 (de) Drehsteuereinrichtung für ein Fahrzeug
EP1425207A2 (de) Kraftfahrzeuglenksäuleneinheit mit verstellbarer lenksäule
WO1998049043A1 (de) Hilfskraftlenkung mit hydraulischer hilfskraftunterstützung
DE102017210443A1 (de) Drehsteuervorrichtung für ein Fahrzeug
EP3343311B1 (de) Bedienhebel mit aktiver rückmeldeeinheit
WO2002060741A1 (de) Lenksystem für nicht spurgebundene fahrzeuge
DE102019213958A1 (de) Drehsteuereinrichtung zum Lenken
EP1363825B1 (de) Verfahren und computerprogramm zum betrieb einer fahrzeuglenkung, steuer- und/oder regelgerät für eine fahrzeuglenkung sowie fahrzeuglenkung
DE102017210442A1 (de) Dehsteuervorrichtung
DE102017210439A1 (de) Drehsteuervorrichtung
DE19911892A1 (de) Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs
EP3932777A1 (de) Endanschlags-rückstellfunktion für eine fahrzeuglenkung
EP3688549B1 (de) Schalteinrichtung
DE102019213959A1 (de) Drehsteuereinrichtung zum Lenken

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20191220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

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

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIGNATA GMBH