JP6073361B2 - Tactile accelerator pedal provided with actuator driven by DC motor, and control method of tactile accelerator pedal - Google Patents

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

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Description

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

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

また、今日の車両では、付加的に車両のアクセルペダルによるドライバーへの触覚式フィードバック手段が実現されている。このためにアクセルペダルには、アクセルペダルに意図的に所定の力を印加することのできるアクチュエータが設けられている。例えば、アクセルペダルが信号フェーズ中にアクチュエータで形成された変化する力によって振動され、この振動がドライバーによってアクセルペダルに置いた足を介して振動ないし脈動を触覚的として知覚されうる。これに代えて、アクチュエータがアクセルペダルに対向力を作用させてもよく、この力は例えばアクセルペダルが所定のペダル位置以上に踏み込まれるのを妨げ、触覚的に知覚可能な可変の圧力点を表す。 Further, in today's vehicles, a tactile feedback means to the driver by an accelerator pedal of the vehicle is additionally realized. For this purpose, the accelerator pedal is provided with an actuator that can intentionally apply a predetermined force to the accelerator pedal . For example, it is vibrated by a force that varies formed in the actuator the accelerator pedal in the signal phase can this vibration is perceived vibrations or pulsations through the foot placed on the accelerator pedal by the driver as haptic. Alternatively, the actuator may be allowed to act opposite force to the accelerator pedal, this force prevents the example of the accelerator pedal is depressed beyond a predetermined pedal position, representing the pressure point of the tactilely perceptible variable .

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

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

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

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

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

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

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

直流モータは、トルクモータ等とは異なって、トルクを制限なしにモータ軸の回転角度全体にわたって形成できる。このため、直流モータでは、ギヤトランスミッションと対応する変換段とにより、モータトルクを格段に大きな値へ変換することができる。このようにして、より低い電流消費量および重量で、コンパクトな直流モータによって、従来のようにトルクモータで形成されるのと同程度のトルクを形成することができる。 Unlike a torque motor or the like, the DC motor can be formed over the entire rotation angle of the motor shaft without limiting the torque. For this reason, in the DC motor, the motor torque can be converted to a significantly large value by the gear transmission and the corresponding conversion stage. In this way, with a lower current consumption and weight , a compact DC motor can produce a torque comparable to that produced by a torque motor as in the prior art.

操作エレメント及びペダルエレメントは、有利には、アクチュエータが操作エレメントを介して、操作方向（ドライバーがペダルエレメントを静止位置から最大操作位置まで踏み込むことができる方向）に対して反対向きの力のみをペダルエレメントへ作用させることができるように構成される。言い換えれば、例えば、操作エレメント及びペダルエレメントは、例えば圧力のみもしくは代わりに引張力のみとして、力が操作エレメントからペダルエレメントへ一方向のみに作用し、反対方向の力の伝達が生じえないようにのみ結合される。これにより、アクチュエータはペダルエレメントの踏み込みに対して反対向きの対抗力をペダルエレメントに静止位置まで作用させることができる一方、ペダルエレメントはアクチュエータによって静止位置から動かされることができないことが保証される。 The operating element and the pedal element are advantageously pedaled only with a force opposite to the operating direction (direction in which the driver can step on the pedal element from the rest position to the maximum operating position) via the operating element. It is configured to be able to act on the element. In other words, for example, operating elements and the pedal element, for example, as only or only Daiwa Rini引 tension pressure, force acts only in one direction from the operating element to the pedal element, not be cause transmission of opposing force So that only combined. Thus, the actuator is one which can Rukoto allowed to act until the rest position the opposing force in the opposite direction to the pedal element against the depression of the pedal element, pedal element guarantees that it can not be moved from the rest position by an actuator The

一方で充分な大きさの対抗力をペダルへ作用させ、他方で操作エレメントを迅速に移動させることができるように、アクチュエータのトランスミッションは二段式に構成されてよい。 The actuator transmission may be configured in two stages so that a sufficiently large counter force can be applied to the pedal on the one hand and the operating element can be moved quickly on the other hand.

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

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

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

ここで、ペダルエレメントとアクチュエータとの間の作用結合が、実質的に実際の信号フェーズ中のみ、すなわち、触覚信号を形成するための対抗力がペダルエレメントにかかっている期間中にのみ形成されるようにアクチュエータを駆動することが提案される。当該信号フェーズ以外の期間では、アクチュエータはペダルエレメントから切り離され、直接に作用し得ないようにすべきである。これにより、信号フェーズ以外では、ドライバーがペダルエレメントに結合されたアクチュエータによる触覚的影響を感じることなく、触覚式アクセルペダルは従来のアクセルペダルと同様にふるまうことができることが実現される。さらに、信号フェーズ以外では、アクチュエータをペダルエレメントから分離するために短時間しかエネルギを要さず、その後、さらなるエネルギコスト無しに静止させることができるので、アクチュエータのエネルギ消費量は小さく保つことができる。 Here, the operative connection between the pedal element and the actuator, only in substantially actual signal phase, i.e., opposing force to form a tactile signal is formed only during suffering the pedal element it is proposed that drive the actuator so that. In periods other than the signal phase, the actuator is disconnected from the pedal element, it should be such that not act directly. Thus, in the non-signal phase, without feeling the tactile effect of actuator driver is coupled to the pedal element, tactile accelerator pedal is realized that can frame Ukoto similar to a conventional accelerator pedal . Further, other than the signal phase, only a short time in order to separate the actuator from the pedal element without the necessity of energy, then, since it is possible to rest without further energy costs, energy consumption of the actuator can be kept small .

アクチュエータは、信号フェーズ後に静止状態を取るように駆動され、この静止状態ではペダルエレメントの取りうるいずれの位置においてもペダルエレメントとアクチュエータとの作用結合が生じない。 The actuator is driven so that preparative stationary state after the signal phase, yet Na occur operative connection between the pedal element and the actuator in any position that can be taken of the pedal element in the still state.

言い換えれば、アクチュエータの操作エレメントは、信号フェーズ後、ペダルエレメントの取る位置に関係なく、アクチュエータがペダルエレメントと協働しない位置へ移行される。この場合、アクチュエータは信号フェーズ後に一度だけ静止状態へ移行され、新たな信号フェーズが開始されてアクチュエータが再びペダルエレメントに作用結合されるまで、それ以上のエネルギ消費なしにそこに留まることができる。 In other words, the operating element of the actuator, after the signal phase, irrespective of the position taken by the pedal element, actuator Ru is shifted to a position not cooperating with the pedal element. In this case, the actuator is shifted to only the still state once after the signal phase, until the actuator is new signal phase starts is operably linked to the pedal element again, it is possible to stay there without further energy consumption.

また、アクチュエータは、信号フェーズ前の準備フェーズにおいて、ペダルエレメントとアクチュエータとの間の作用結合が生じない待機状態を取るが、この待機状態から、静止状態からのときに比べて短時間でペダルエレメントと作用結合に至ることができるように駆動される。 Also, pedal actuator, the signal phase before preparation phase, although the operative connection between the pedal element and the actuator Ru preparative standby state does not occur, from this standby state, in a short time as compared with the case of the stationary state It is driven so that it can reach a working connection with the element.

ここで、待機状態は、例えば、アクチュエータの操作エレメントが静止状態にあるときよりもペダルエレメントの近傍に位置し、したがってペダルエレメントとの機械的係合がより迅速に開始可能なように選定されうる。アクチュエータを制御する制御装置は、例えば、近い将来、例えば次の２００ｍｓのうちに、触覚信号を形成すべきであり、この信号を形成する準備として、できるだけ短時間でアクチュエータとペダルエレメントとの作用結合を形成可能にするために、アクチュエータをすでに待機状態へ移行させることを決定する。 Here, the standby state, for example, positioned in the vicinity of the pedal element than when the operation element of the actuator is at rest, therefore it is selected mechanical engagement with the pedal element so as to be started more quickly The The control device for controlling the actuator should, for example, form a haptic signal in the near future, for example in the next 200 ms , and in preparation for this signal the action coupling between the actuator and the pedal element in as short a time as possible in order to enable form, to determine that already is shifted to the standby state of the actuator.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

触覚信号が形成されない場合、制御装置３は、アクチュエータ１３を静止状態Ｐ０へ移行し、そこにとどまるように駆動する。モータ２３は、操作エレメント２７が相応に、つまり図１に示されているように時計回りに回転して、カム３１がアクセルペダル１１のタペット２９に接触しない位置へ移動するように短時間だけ通電される。有利には、ペダルエレメント５がその時点でどの位置を取ろうとも、カム３１がタペット２９と協働しないように、静止状態Ｐ０ は定められる。つまり、ペダルエレメント５は、静止状態Ｐ０にあるアクチュエータ１３と係合することなく、全運動路にわたって運動可能である。 If the haptic signal is not formed, the control device 3 moves the actuator 13 to the rest state P 0, driven to stay there. The motor 23 is energized for a short time so that the operating element 27 rotates correspondingly, that is, clockwise as shown in FIG. 1, and the cam 31 moves to a position where it does not contact the tappet 29 of the accelerator pedal 11. Is done . Advantageously , the resting state P 0 is defined so that the cam 31 does not cooperate with the tappet 29 no matter what position the pedal element 5 takes at that time . In other words, the pedal element 5, without engaging the actuator 13 at rest P 0, is movable over the entire movement path.

触覚信号が形成される直前、例えば信号フェーズｔＳの開始時点ｔＳ０の１００ｍｓ前、制御装置３は準備フェーズｔＶ 中にアクチュエータ１３を駆動して待機状態ＰＷへ移行させる。待機状態ＰＷでは、操作エレメント２７がタペット２９の収容部３５の近傍まで移動される。有利には、この場合、ペダルエレメント５のその時点の位置が連続的にペダル位置センサ２１によって求められ、操作エレメント２７がペダルエレメント５もしくは収容部３５の時間的に変化する位置につねに追従するように制御される。当該追従制御は、準備フェーズｔＶ中、ペダルエレメント５と操作エレメント２７との間の作用結合が生じないが、収容部３５から操作エレメント２７までの距離が小さく維持されるように設定される。例えば、当該距離は、ペダルエレメント５が操作エレメント２７との作用結合のために移動しなければならない角度位置を基準として、５°未満、有利には２°未満に制限される。 Immediately before the tactile signal is formed, for example, 100 ms before the start time t S0 of the signal phase t S , the control device 3 drives the actuator 13 during the preparation phase t V to shift to the standby state P W. In the standby state PW , the operation element 27 is moved to the vicinity of the accommodating portion 35 of the tappet 29. Advantageously, in this case, the current position of the pedal element 5 is continuously determined by the pedal position sensor 21 so that the operating element 27 always follows the time-varying position of the pedal element 5 or the housing part 35. Controlled. The following control, during the prepare phase t V, but no action coupling between the pedal element 5 and the operating element 27, a distance from the housing portion 35 until the operating element 27 is set to be kept small. For example, the distance is limited to less than 5 °, preferably less than 2 °, relative to the angular position that the pedal element 5 must move for operative coupling with the operating element 27.

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

このようにしてアクチュエータ１３がペダルエレメント５に作用結合されるとただちに、触覚信号の形成が開始されうる。このために、例えば、制御装置３からモータ２３に印加される制御電圧は以下のように時間変化され、すなわち、モータ２３からトランスミッション２５及び操作エレメント２７を介して最終的にタペット２９にかかる力ひいてはペダルエレメント５にかかる力が時間変化され、アクセルペダルが励振されるように時間変化される。 As soon as the actuator 13 in this manner is operably linked to the pedal element 5, Ru cormorants formation of the haptic signal is started. For this purpose, for example, the control voltage applied to the motor 23 from the control device 3 is changed over time, that is, the force finally applied to the tappet 29 from the motor 23 via the transmission 25 and the operating element 27. Bae force applied to Dar element 5 is changed time, the accelerator pedal is changed time to be excited.

信号フェーズｔＳの終了時点ｔＳ１後、制御装置３はアクチュエータ１３を再び静止状態Ｐ０へ移行させる。なお、ペダルエレメント５は、触覚信号によってたとえば燃料を節約して走行するよう促されたドライバーによって緩められ、ばね１９によって静止位置Ｐｍｉｎへ逆方向に駆動される。 After the end time t S1 of the signal phase t S , the control device 3 moves the actuator 13 to the stationary state P 0 again. Incidentally, the pedal element 5 is loosened by inspired driver to travel to conserve fuel for example by tactile signal, Ru is driven in the opposite direction to the rest position P min by a spring 19.

Claims (16)

ペダルエレメント（５）が静止位置（Ｐｍｉｎ）から最大操作位置（Ｐｍａｘ）まで運動可能な信号フェーズ（ｔＳ）中、アクチュエータ（１３）によって形成される操作方向（７）に対して反対向きの対抗力が前記ペダルエレメント（５）に印加される、触覚式アクセルペダル（１１）の制御方法であって、
前記信号フェーズ（ｔＳ）以外では、前記ペダルエレメント（５）と前記アクチュエータ（１３）との間の結合が分離されるように、前記アクチュエータ（１３）を駆動し、
前記ペダルエレメント（５）の取りうるいずれの位置においても前記ペダルエレメント（５）と前記アクチュエータ（１３）との間の結合が生じないアクチュエータ静止状態（Ｐ０）を、前記アクチュエータ（１３）は取ることができ、
前記信号フェーズ（ｔＳ）前の準備フェーズ（ｔＶ）において、前記アクチュエータ（１３）が当該アクチュエータ（１３）と前記ペダルエレメント（５）との間の結合を生じない待機状態（ＰＷ）を取るが、前記待機状態（ＰＷ）から、前記アクチュエータ（１３）が、前記アクチュエータ静止状態（Ｐ０）からのときに比べて短時間で前記ペダルエレメント（５）との結合に至ることができるように、前記アクチュエータ（１３）を駆動する、
ことを特徴とする方法。 During the signal phase (t S ) in which the pedal element (5) can move from the rest position (P min ) to the maximum operating position (P max ), it is opposite to the operating direction (7) formed by the actuator (13) Is a control method of a tactile accelerator pedal (11), in which a counter force is applied to the pedal element (5),
Except for the signal phase (t S ), the actuator (13) is driven so that the coupling between the pedal element (5) and the actuator (13) is separated,
The actuator (13) takes the actuator stationary state (P 0 ) in which the coupling between the pedal element (5) and the actuator (13) does not occur at any possible position of the pedal element (5). It is possible,
In the preparatory phase (t V ) before the signal phase (t S ), a standby state (P W ) in which the actuator (13) does not cause coupling between the actuator (13) and the pedal element (5) However, from the standby state (P W ), the actuator (13) can be coupled to the pedal element (5) in a shorter time than when the actuator is in the stationary state (P 0 ). Driving the actuator (13),
A method characterized by that. 前記信号フェーズ（ｔＳ）後、前記アクチュエータ（１３）が前記アクチュエータ静止状態（Ｐ０）を取るように、前記アクチュエータ（１３）を駆動する、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, wherein after the signal phase (t S ), the actuator (13) is driven such that the actuator (13) takes the actuator resting state (P 0 ). 前記待機状態（ＰＷ）は、前記ペダルエレメント（５）のその時点の位置に追従する、請求項１又は２記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the standby state (P W ) follows the current position of the pedal element (5). 前記触覚式アクセルペダル（１１）は車両（１）用のアクセルペダルであり、
前記アクチュエータ（１３）は、モータ（２３）によって移動可能な操作エレメント（２７）を介して前記ペダルエレメント（５）と協働することができ、前記操作エレメント（２７）を介して前記操作方向（７）に対して反対向きの力を前記ペダルエレメント（５）へ作用することができ、
前記モータ（２３）は、直流モータであり、かつ、トランスミッション（２５）を介して前記操作エレメント（２７）に結合されている、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。 The tactile accelerator pedal (11) is an accelerator pedal for the vehicle (1),
The actuator (13) can cooperate with the pedal element (5) via an operating element (27) movable by a motor (23), and the operating direction ( A force opposite to 7) can be applied to the pedal element (5),
The motor (23) is a DC motor and is coupled to the operating element (27) via a transmission (25).
4. A method according to any one of claims 1 to 3. 前記操作エレメント（２７）及び前記ペダルエレメント（５）は、前記アクチュエータ（１３）が前記操作エレメント（２７）を介して前記操作方向（７）に対して反対向きの力のみを前記ペダルエレメント（５）へ作用可能なように構成されている、請求項４記載の方法。   In the operation element (27) and the pedal element (5), the actuator (13) only applies a force opposite to the operation direction (7) via the operation element (27). The method according to claim 4, wherein the method is configured to be capable of acting on the above. 前記トランスミッション（２５）は、２段式に構成されている、請求項４又は５記載の方法。   The method according to claim 4 or 5, wherein the transmission (25) is configured in two stages. 車両（１）内の触覚式アクセルペダル（１１）を制御するための制御装置（３）であって、
ペダルエレメント（５）が静止位置（Ｐｍｉｎ）から最大操作位置（Ｐｍａｘ）まで運動可能な信号フェーズ（ｔＳ）中、アクチュエータ（１３）によって形成される操作方向（７）に対して反対向きの対抗力が前記ペダルエレメント（５）に印加され、
前記信号フェーズ（ｔＳ）以外では、前記ペダルエレメント（５）と前記アクチュエータ（１３）との間の結合が分離されるように、前記アクチュエータ（１３）を駆動するように構成されており、
前記ペダルエレメント（５）の取りうるいずれの位置においても前記ペダルエレメント（５）と前記アクチュエータ（１３）との間の結合が生じないアクチュエータ静止状態（Ｐ０）を、前記アクチュエータ（１３）は取ることができ、
前記信号フェーズ（ｔＳ）前の準備フェーズ（ｔＶ）において、前記アクチュエータ（１３）が当該アクチュエータ（１３）と前記ペダルエレメント（５）との間の結合を生じない待機状態（ＰＷ）を取るが、前記待機状態（ＰＷ）から、前記アクチュエータ（１３）が、前記アクチュエータ静止状態（Ｐ０）からのときに比べて短時間で前記ペダルエレメント（５）との結合に至ることができるように、前記アクチュエータ（１３）を駆動する、
ことを特徴とする制御装置（３）。 A control device (3) for controlling a tactile accelerator pedal (11) in a vehicle (1),
During the signal phase (t S ) in which the pedal element (5) can move from the rest position (P min ) to the maximum operating position (P max ), it is opposite to the operating direction (7) formed by the actuator (13) Is applied to the pedal element (5),
Except for the signal phase (t S ), the actuator (13) is driven so that the coupling between the pedal element (5) and the actuator (13) is separated,
The actuator (13) takes the actuator stationary state (P 0 ) in which the coupling between the pedal element (5) and the actuator (13) does not occur at any possible position of the pedal element (5). It is possible,
In the preparatory phase (t V ) before the signal phase (t S ), a standby state (P W ) in which the actuator (13) does not cause coupling between the actuator (13) and the pedal element (5) However, from the standby state (P W ), the actuator (13) can be coupled to the pedal element (5) in a shorter time than when the actuator is in the stationary state (P 0 ). Driving the actuator (13),
A control device (3) characterized by the above. 前記信号フェーズ（ｔＳ）後、前記アクチュエータ（１３）が前記アクチュエータ静止状態（Ｐ０）を取るように、前記アクチュエータ（１３）を駆動する、請求項７記載の制御装置（３）。 The control device (3) according to claim 7, wherein after the signal phase (t S ), the actuator (13) is driven so that the actuator (13) takes the actuator stationary state (P 0 ). 前記待機状態（ＰＷ）は、前記ペダルエレメント（５）のその時点の位置に追従する、請求項７又は８記載の制御装置（３）。 The control device (3) according to claim 7 or 8, wherein the standby state (P W ) follows the current position of the pedal element (5). 前記触覚式アクセルペダル（１１）は車両（１）用のアクセルペダルであり、
前記アクチュエータ（１３）は、モータ（２３）によって移動可能な操作エレメント（２７）を介して前記ペダルエレメント（５）と協働することができ、前記操作エレメント（２７）を介して前記操作方向（７）に対して反対向きの力を前記ペダルエレメント（５）へ作用することができ、
前記モータ（２３）は、直流モータであり、かつ、トランスミッション（２５）を介して前記操作エレメント（２７）に結合されている、
請求項７から９までのいずれか１項に記載の制御装置（３）。 The tactile accelerator pedal (11) is an accelerator pedal for the vehicle (1),
The actuator (13) can cooperate with the pedal element (5) via an operating element (27) movable by a motor (23), and the operating direction ( A force opposite to 7) can be applied to the pedal element (5),
The motor (23) is a DC motor and is coupled to the operating element (27) via a transmission (25).
Control device (3) according to any one of claims 7 to 9. 前記操作エレメント（２７）及び前記ペダルエレメント（５）は、前記アクチュエータ（１３）が前記操作エレメント（２７）を介して前記操作方向（７）に対して反対向きの力のみを前記ペダルエレメント（５）へ作用可能なように構成されている、請求項１０記載の制御装置（３）。   In the operation element (27) and the pedal element (5), the actuator (13) only applies a force opposite to the operation direction (7) via the operation element (27). 11. The control device (3) according to claim 10, wherein the control device (3) is configured to be capable of acting on the control device. 前記トランスミッション（２５）は、２段式に構成されている、請求項１０又は１１記載の制御装置（３）。   The control device (3) according to claim 10 or 11, wherein the transmission (25) is configured in two stages. 触覚式アクセルペダル（１１）と、
前記触覚式アクセルペダル（１１）のアクチュエータ（１３）のモータ（２３）を制御する制御装置と、
を備えており、
前記制御装置は、請求項７から１２までのいずれか１項に記載の制御装置（３）である、
ことを特徴とする車両（１）。 A tactile accelerator pedal (11);
A control device for controlling the motor (23) of the actuator (13) of the tactile accelerator pedal (11);
With
The control device is the control device (3) according to any one of claims 7 to 12.
A vehicle (1) characterized by that. 前記制御装置（３）は、前記車両（１）の機関制御装置（３７）内に組み込まれている、請求項１３記載の車両（１）。   The vehicle (1) according to claim 13, wherein the control device (3) is incorporated in an engine control device (37) of the vehicle (1). プログラミング可能な制御装置（３）に対して請求項１から６までのいずれか１項記載の方法の実行を指示するためのコンピュータ読み出し可能な複数の命令を含むコンピュータプログラム。   Computer program comprising a plurality of computer readable instructions for instructing a programmable control device (3) to perform the method of any one of claims 1-6. 請求項１５記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能媒体。   A computer-readable medium storing the computer program according to claim 15.
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