WO2021115995A1 - Bedienvorrichtung, fahrzeug und verfahren zum betreiben eines fahrzeugs - Google Patents

Bedienvorrichtung, fahrzeug und verfahren zum betreiben eines fahrzeugs Download PDF

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actuator
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Vitali FRIBUS
Ludger Rake
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • Control device vehicle and method for operating a vehicle
  • the present invention relates to an operating device for a vehicle, a vehicle, in particular a motorcycle, and to a method for operating a vehicle.
  • Throttle twist grips are used, for example, on motorcycles as controls for controlling engine power by hand.
  • the present invention provides an improved operating device for a vehicle, an improved vehicle and an improved method for operating a vehicle according to the main claims.
  • Advantageous refinements result from the subclaims and the following description.
  • an operating device for a vehicle can be provided that has variable haptics and hand detection or so-called hands-on detection (HOD).
  • a magnetorheological medium for example a magnetorheological fluid, can advantageously be used in connection with an operating device for a vehicle that has an external unit that can be rotated by the user in order to provide the variable haptics.
  • the force required to move the external unit can be set almost continuously via the magnetorheological medium.
  • An operating device for a vehicle has the following features: an external unit that can be rotated by a hand of a user of the operating device; a detection device which is designed to detect a movement of the external unit and to provide a control signal for controlling a function of the vehicle using a variable characterizing the movement; an actuator device comprising a magnetorheological medium which can be coupled or is coupled to the external unit and is designed to exert a locking force dependent on a viscosity of the magnetorheological medium on the external unit; a sensor unit which is arranged in the external unit and is designed to provide a hand signal indicating an absence of a hand of a user of the operating device on the external unit; and an influencing device for influencing the control signal as a function of the hand signal.
  • the vehicle can be, for example, a motor-driven two-wheeler, such as a motorcycle or a scooter, another type of land vehicle, an aircraft or a watercraft.
  • a drive device or a braking device of the vehicle can be operated via the operating device.
  • the external unit can be shaped as a hollow shaft.
  • the external unit can be shaped as a handle.
  • the external unit can be shaped in order to be coupled with a handle.
  • a handle can be attached to the external unit or the external unit can be reshaped with one hand grip.
  • the handle or the external unit can have a shape that enables a driver of the vehicle to move the handle and additionally or alternatively the external unit by hand.
  • the outdoor unit can optionally be enclosed in the hand with an additional handle.
  • the external unit can be rotatory and additionally or alternatively linearly movable.
  • the external unit can be connected or connectable to a part, for example a handlebar, of the vehicle via a suitable mounting.
  • the external unit can be connected to the actuator device by means of a transmission.
  • the external unit can optionally be locked with an additional handle from the driver's point of view, be easy to move or difficult to move, whereby almost any intermediate levels can be set by suitably setting the viscosity of the magnetorheological medium.
  • the magnetorheological medium can be a medium comprising magnetic polarizable particles.
  • it can be a magnetorheological fluid (MRF) such as is already used, for example, for vehicle applications.
  • MRF magnetorheological fluid
  • the actuator device can be designed to adjust the viscosity of the magnetorheological medium by means of a magnitude of a magnetic field acting on the magnetorheological medium. The greater the viscosity, the greater the locking force can be.
  • the detection device can have a suitable sensor, for example a Hall sensor, for detecting the movement.
  • the control signal can, for example, be provided at an interface to a control unit of the vehicle or to a vehicle bus.
  • a functional unit of the detection device can also be implemented in a control device.
  • the operating device can be integrated into a vehicle control system.
  • the sensor unit can be surrounded by the external unit in a mounted state of the operating device.
  • the sensor unit can be designed to detect the presence and absence of the user's hand on the external unit.
  • the hand signal can have a first signal value and additionally or alternatively a signal profile. The first signal value and, additionally or alternatively, the signal course can thus indicate the absence.
  • the hand signal can have a signal value that differs from the first, second signal value and additionally or alternatively has a signal profile.
  • the second signal value and additionally or alternatively the signal profile can indicate the presence.
  • the sensor unit can have a film for detecting the presence and absence of the hand.
  • the sensor unit can be provided for detecting a hand that is grasping the outer unit.
  • the influencing device can be designed to influence the control signal directly or indirectly. In response to the hand signal indicating the absence of a hand on the external unit, the influencing device can be designed to influence the control signal. If the influencing device influences the control signal, the control signal can be brought to a value of 0 or another neutral value or a value representing a neutral position of the external unit.
  • the operating device can, for example, additionally or alternatively enable the implementation of a so-called launch control, in which the external unit regulates the user's forces so that the user can utilize the optimal torque. Additionally or alternatively, the operating device can implement a circuit through which the user is given the opportunity to exceed a defined force in one or the other direction and thus to switch up or down.
  • the influencing device can have a resetting unit for resetting the external unit into a rest position.
  • the rest position can correspond to an unactuated state of the external unit and thus of the operating device.
  • an operating device with variable haptics and automatic resetting for operating a vehicle can be provided.
  • an operating device with a reset unit for the external unit and with an integrated sensor unit for hand detection can be provided.
  • the reset unit can be used for an automatic return of the external unit or rotary unit, which can be helpful in particular for an external unit with an asymmetrical design in the axis of rotation.
  • the reset unit can be designed to reset the external unit mechanically and additionally or alternatively electrically to the rest position. Additionally or alternatively, the reset unit can be connected to the external unit by means of a transmission.
  • the resetting unit can have an electric motor that can be connected to the external unit via the transmission. Additionally or alternatively, the resetting unit can have a leg spring or some other elastic means. Such an embodiment offers the advantage that the reset can be achieved in a reliable and structurally simple manner.
  • the influencing device can be the detection device.
  • the detection device can be designed to represent a rest position of the external unit as a function of the hand signal Provide control signal.
  • the detection device can be designed to influence a value of the control signal in response to a hand signal indicating the absence of a hand.
  • the operating device can have at least one light source for illuminating the external unit from the inside.
  • the light source can be arranged within a circumference of the external unit.
  • the light source can be mounted non-rotatably relative to the external unit.
  • the light source can have at least one light emitting diode or the like.
  • the actuator device can be designed to set the viscosity of the magnetorheological medium using a setting signal.
  • a size of the locking force can be set by setting the viscosity.
  • the setting signal can be used to operate a magnetic field generating device of the actuator device, or it can be used to generate a signal suitable for operating a corresponding magnetic field generating device. Using the setting signal, the locking force and thus an actuating force to be applied by the vehicle can be set quickly and easily.
  • the operating device can have an adjustment device which is designed to provide the adjustment signal.
  • the setting device can be designed to provide the setting signal using a speed signal indicating a driving speed of the vehicle.
  • the locking force can be adjusted depending on the speed.
  • the actuation to be applied by the vehicle can thereby The higher the current speed of the vehicle, the greater the force selected.
  • the setting device can be designed to provide the setting signal using a default speed signal indicating a default speed of the vehicle.
  • the preset speed can represent, for example, a speed preset by a cruise control or a maximum permitted speed of the vehicle or of a route section traveled by the vehicle.
  • the locking force can be increased by leaps and bounds when the set speed is reached.
  • the setting device can be designed to provide the setting signal using a speed signal indicating a speed of an engine of the vehicle.
  • the locking force can be increased if an optimal speed range of the engine is left, for example in terms of consumption or performance. In this way, the driver can be animated to operate the engine in the optimal range.
  • the setting device can be designed to provide the setting signal using a set speed signal indicating a set speed of an engine of the vehicle.
  • the default speed can be, for example, a maximum speed or an optimal speed with regard to the operating properties of the vehicle or the engine.
  • the external unit can be movable in a first direction of rotation.
  • the actuator device can be designed to exert the locking force for braking a rotational movement of the external unit in the first direction of rotation on the external unit.
  • the actuator device can be used to set whether the external unit can be moved easily, stiffly or not in the first direction of rotation.
  • an engine output of an engine of the vehicle can be increased by rotating the outdoor unit in the first rotating direction. This enables the functionality of a throttle twistgrip to be implemented.
  • the external unit can be movable in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation.
  • the Actuator device be designed to exercise the locking force for braking a Drehbe movement of the external unit in the second direction of rotation on the external unit.
  • the locking force for braking the rotational movement in the second direction of rotation can differ from the locking force for braking the rotational movement in the first direction of rotation, or both braking forces can be the same in terms of amount.
  • the second direction of rotation can be used, for example, to implement a service brake function.
  • the detection device can be designed to detect a direction of movement as the characterizing variable. Different directions can be assigned to different operating functions, so that the direction of movement can be used to determine which operating function the driver is currently exercising. Additionally or alternatively, the detection device can be designed to detect a speed of the movement as the characterizing variable. For example, a jerky movement can be assigned to another operating function than a steady movement. Additionally or alternatively, the detection device can be designed to detect a temporal course of the movement as the characterizing variable. The time course can, for example, indicate a duration of the movement in the same direction or a change in the direction of movement. For example, a quick change in the direction of movement can be assigned to a further operating function. A brief movement of the external unit in one direction and a subsequent movement in the opposite direction can indicate a gear change desired by the vehicle driver.
  • the detection device can thus be designed, for example, to provide the control signal for controlling an engine output of an engine of the vehicle. Additionally or alternatively, the detection device can be designed to provide the control signal for controlling a speed of an engine of the vehicle. This enables the functionality of a throttle grip to be implemented. Additionally or alternatively, the detection device can be designed to provide the control signal for controlling a speed of the vehicle. In addition or as an alternative, the detection device can be designed to measure the Provide a control signal for controlling an acceleration of the vehicle. This enables very convenient control of the vehicle, for example in connection with an automatic transmission. Additionally or alternatively, the detection device can be designed to provide the control signal for controlling a transmission of the vehicle. This enables the vehicle driver to select a suitable gear ratio, for example. Additionally or alternatively, the detection device can be designed to provide the control signal for controlling a service brake of the vehicle. In this way there is no need for a separate brake lever.
  • the actuator device can be designed to movably mount the external unit. In this way, a separate mechanical bearing device can be dispensed with.
  • the external unit can also have a handle with a first movable handle section and a second movable handle section.
  • the actuator device can have a first actuator having a first magnetorheological medium and a second actuator having a second magnetorheological medium.
  • the first actuator can be coupled to the first grip section and designed to exert a first locking force, which is dependent on a viscosity of the first magnetorheological medium, on the first grip section.
  • the second actuator can be coupled to the second handle section and designed to exert a second locking force, which is dependent on a viscosity of the second magnetorheological medium, on the second handle section.
  • a vehicle in particular a motorized two-wheeler, can include a said operating device.
  • the operating device can be used as a replacement for a conventionally used rotary handle of the vehicle.
  • a method of operating such a vehicle includes the following steps:
  • the steps of the method can be implemented in a suitable device that can be part of the operating device or, for example, part of a control unit of the vehicle.
  • a device can be an electrical device that processes electrical signals, for example sensor signals, and outputs control signals as a function thereof.
  • the device can have one or more suitable interfaces, which can be designed in terms of hardware and / or software.
  • the interfaces can, for example, be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented.
  • the interfaces can also be separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • the method can comprise a step of detecting an absence of a hand of a user of the operating device on the external unit in order to provide a hand signal indicating the absence, and a step of influencing the control signal as a function of the hand signal.
  • the step of detecting can be carried out using the sensor unit of the operating device.
  • the step of influencing scan can be carried out using the influencing device of the operating device. In this way, both hand detection and, in the absence of a hand on the external unit, a suitable setting of the control signal can be implemented.
  • a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk or an optical memory, and for performing the method according to one of the embodiments described above, is also advantageous used when the program is running on a computer or device.
  • FIG. 1 shows a vehicle with an operating device according to an exemplary embodiment
  • 2A shows a side view of an operating device 102 according to an embodiment
  • FIG. 2B shows a schematic illustration of an operating device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2C shows a schematic representation of an operating device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2D shows a schematic representation of an operating device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2E shows a partial sectional illustration of the operating device from FIG. 2D;
  • FIG. 3 shows an illustration of an operating device according to an exemplary embodiment
  • 4 shows a representation of a movement of a handle of an operating device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a locking force characteristic curve of an operating device as a function of the vehicle speed according to an exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a locking force characteristic curve of an operating device as a function of the vehicle speed according to an exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a locking force characteristic curve of an operating device as a function of the engine speed according to an exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a locking force characteristic curve of an operating device as a function of the engine speed according to an exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows a representation of a movement of a handle of an operating device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 10 shows a locking force characteristic curve of an operating device as a function of the engine speed according to an exemplary embodiment
  • 11 shows an illustration of a movement of a handle of an operating device according to an exemplary embodiment
  • 12 shows an illustration of an operating device according to an exemplary embodiment
  • 13 shows a schematic representation of an actuator device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 14 shows a flow chart of a method according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 shows a vehicle 100 with an operating device 102 according to one Aussch approximately example.
  • the vehicle 100 is implemented as a motorcycle.
  • the vehicle 100 has a handlebar.
  • the operating device 102 is arranged by way of example at a right end of the handlebar.
  • the operating device 102 enables a driver to operate the vehicle 100, for example to control the output of a drive motor 104 of the vehicle 100.
  • the operating device 102 also enables a service brake 106 of the vehicle to be controlled and, additionally or alternatively, a transmission of the vehicle 100.
  • the operating device 102 is used, for example, instead of a conventional throttle twist grip and comprises an external unit shaped as a handle and an actuator device. According to one exemplary embodiment, the external unit or the handle can be grasped and rotated by one hand of the driver of the vehicle 100. According to one exemplary embodiment, the operating device 102 also comprises a detection device, a sensor unit and an influencing device.
  • the operating device 102 can also be used in connection with another land, air or water vehicle, for example a quad bike, an electric bike, an electric scooter or a helicopter.
  • 2A shows a side view of an operating device 102 according to an exemplary embodiment. This can be an exemplary embodiment of the operating device shown with reference to FIG. 1.
  • the operating device 102 has an external unit in the form of a handle 210 and an actuator device 212.
  • the handle 210 is movably supported, for example by the actuator device 212 or an additional bearing device.
  • a housing of the actuator device 212 can, for example, be rigidly attached to the handlebar of the motorcycle shown in FIG. 1.
  • the handle 210 can be moved relative to the housing of the actuator device 212 and thus relative to the handlebar.
  • the actuator device 212 is designed to exert an adjustable locking force on the handle 210.
  • the locking force counteracts a force exerted on the handle 210 by one hand of the driver in order to move the handle 210.
  • the locking force can be barely noticeable or clearly noticeable for the driver.
  • the handle 210 can be fixed from the driver's point of view with a maximum locking force.
  • the actuator device 212 is also referred to as an MRF actuator.
  • the actuator device 212 has a magnetorheological medium, for example a magnetorheological fluid.
  • the viscosity of the magnetorheological medium can be changed.
  • the locking force is caused, for example, by friction between the magnetorheological medium and the handle 210 or a shaft coupled to the handle 210.
  • the magnetorheological medium exerts a greater locking force on the handle 210 than in the case of a low viscosity.
  • the viscosity of the magnetorheological medium is set by a magnetic field acting on the magnetorheological medium.
  • a strength of the magnetic field can be set in order to adjust the viscosity of the magnetorheological medium.
  • the actuator device 212 holds, for example, an electromagnet or a movable permanent magnet.
  • the actuator device 212 comprises a reset unit for the handle 210 or the external unit.
  • the reset unit causes a mechanical reset and additionally or alternatively an electronic reset.
  • the reset unit is explained in more detail below with reference to FIGS. 2B to 2E.
  • the operating device 102 enables, for example, gas and brake control of a motorcycle with variable haptics by means of MRF actuators implemented in the actuator device 212.
  • the operating pattern is similar to the traditional gas tap on a motorcycle. The driver executes a rotary movement and thus accelerates. If the driver turns the module in the other direction, it brakes.
  • the operating device 102 is implemented as a throttle twist grip in which the handle 210 is coupled to an MRF actuator.
  • This enables different haptics and locks.
  • This enables a variety of operating functions that can be carried out in one twist grip.
  • the system can lock the handle from a certain speed, for example a thirty zone, so that it cannot be driven faster.
  • the blocking is carried out in such a way that the blocking can be overcome after an increased expenditure of force and, for example, allows evasive maneuvers in emergency situations.
  • the operating device 102 also referred to as a twist grip, can include both the throttle response and the brake actuation. If the handle 210 is rotated in one direction, gas is applied. If the handle 210 is rotated in the other direction, it is braked.
  • FIG. 2B shows a schematic illustration of an operating device 102 according to an exemplary embodiment. This can be an exemplary embodiment of the operating device shown in FIG. 1.
  • the operating device 102 here is similar to the operating device from FIG. 2A.
  • Executed external unit and the actuator device 212 are shown by the operating device 102 for a vehicle according to the embodiment shown in Fig. 2B, a detection device 270, a sensor unit 285 and a resetting unit 290 functioning as an influencing device.
  • a control signal 271 and a hand signal 288 are shown.
  • the external unit formed as a handle 210 can be rotated by one hand of a user of the operating device 102.
  • the actuator device 212 with the magnetorheological medium is coupled to the external unit designed as a handle 210.
  • the actuator device 212 is designed to exert the locking force, which is dependent on the viscosity of the magnetorheological medium, on the external unit designed as a handle 210.
  • the detection device 270 is designed to detect a movement of the external unit formed as a handle 210. Furthermore, the detection device 270 is designed to provide the control signal 271 using a variable that characterizes the movement. The control signal 271 is used to control a function of the vehicle. The operating device 102 is designed to output the control signal 271 to at least one device of the vehicle.
  • the sensor unit 285 is arranged in or within the outer unit formed as a handle 210.
  • the sensor unit 285 is surrounded by the external unit shaped as a handle 210.
  • the sensor unit 285 is designed to detect the absence of a hand of a user of the operating device 102 on the external unit designed as a handle 210.
  • the sensor unit 285 is designed to provide a hand signal 288 which indicates a detected absence.
  • the reset unit 290 is designed to reset the outer unit, which is formed as a handle 210, into a rest position.
  • the reset unit 290 is designed to read the hand signal 288 from the sensor unit 285.
  • the reset unit 290 is designed to reset the external unit formed as a handle 210 into the rest position as a function of the hand signal 288.
  • the reset unit 290 thus functions as an influencing device for influencing the control signal 271 depending on the hand signal 288.
  • the influencing device according to the embodiment shown in FIG. 2B has the reset unit 290.
  • the reset unit 290 is designed to reset the outer unit, which is formed as a handle 210, mechanically and additionally or alternatively electrically to the rest position.
  • FIG. 2C shows a schematic illustration of an operating device 102 according to an exemplary embodiment.
  • the operating device in FIG. 2C corresponds to the operating device from FIG. 2B, with the exception that the detection device 270 functions as an influencing device.
  • the detection device 270 is designed to read in the hand signal 288 from the sensor unit 285.
  • the detection device 270 is designed to provide a control signal 271 as a function of the hand signal 288, which represents a rest position of the external unit formed as a handgrip 210.
  • the external unit formed as a handle 210 is formed symmetrically with respect to an axis of rotation of the same.
  • FIG. 2D shows a schematic illustration of an operating device 102 according to an exemplary embodiment.
  • the operating device 102 in FIG. 2D corresponds or similarly to the operating device from FIG. 2B.
  • the external unit formed as a handle 210, the actuator unit 212, the reset unit 290, an actuator holder 213, an actuator control unit 214, a rotatably mounted shaft 216, a gear 218 with toothed wheels, a carrier 292 and a Electronics unit 294 shown.
  • the external unit formed as a handle 210 is designed as a hollow shaft.
  • the reset unit 290 is designed as an electrical reset unit.
  • a section line AA is shown, which represents a section plane through the operating device 102.
  • the external unit formed as a handle 210 is connected to the shaft 216.
  • the shaft 216 is connected or coupled to the actuator unit 212 via gears of the transmission 218.
  • the reset unit 290 is connected to the shaft 216 via further gears of the gearbox 218.
  • the reset unit 290 is thus connected to the external unit formed as a handle 210 by means of the gear 218.
  • the actuator unit 212 is also connected to the external unit formed as a handle 210 by means of the gear 218.
  • the actuator unit 212 is attachable or attached to the vehicle by means of the Aktorhal sion 213.
  • the actuator control unit 214 is designed to control or activate the actuator unit 212.
  • the actuator control unit 214 can have an adjusting device which will be explained with reference to the figures described below, or it can be embodied as the same.
  • the carrier 292 is designed to carry the electronics unit 294.
  • the Trä ger 292 is fixed or rotatably arranged with respect to the external unit designed as a handle 210.
  • the carrier 292 and the electronic unit 2000.94 € are at least partially accommodated within the external unit designed as a handle 210.
  • the electronics unit 294 has, for example, a circuit carrier, a circuit substrate, a printed circuit board or the like.
  • the detection device and / or the sensor unit is or are arranged on the electronics unit 294.
  • the rotatable external unit formed as a handle 210 which is designed as a hollow shaft, is provided as a throttle or control element for accelerating a motorized two-wheeler according to the foundedsbei shown here.
  • the operating device 102 has the actuator unit 212, which is connected to the external unit via the transmission 218 and thus variably adjusts the haptics of the rotatable external unit.
  • the operating device 102 furthermore comprises, inside the hollow shaft or external unit, the sensor unit for detecting a hand reaching around the external unit.
  • the electrical remindstellein unit 290 alternatively also mechanically z. B. by means of a leg spring, also with means of the transmission 218 with the external unit of the operating device 102 connected.
  • FIG. 2E shows a partial sectional illustration of the operating device 102 from FIG. 2D.
  • the operating device 102 is shown cut along the section line AA or section plane AA.
  • the external unit formed as a handle 210, the sensor unit 285, the electronics unit 294 and at least one light source 295 of the operating device 102 are shown as a result of the illustration.
  • the sensor unit 285, the electronics unit 294 and the at least one light source 295 are arranged surrounded by the external unit formed as a handle 210.
  • the sensor unit 285 is arranged on the electronics unit 294. In this case, the sensor unit 285 has an electronic component connected to the electronic unit 294 and a film for a hand detection sensor system.
  • the at least one light source 295 is also arranged on the electronics unit 294.
  • the at least one light source 295 is designed, for example, as a light-emitting diode.
  • the at least one light source 295 is designed to illuminate the external unit formed as a handle 210 from the inside.
  • the electronic component of the sensor unit 285 and the at least one light source 295 are arranged on sides of the electronic unit 294 facing away from one another.
  • the film of the sensor unit 285 is wound around the electronics unit 294 in a spiral shape, starting from the electronic module of the sensor unit 285.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional illustration of an operating device 102 according to an exemplary embodiment. This can be a representation of the operating device described with reference to one of FIGS. 2A to 2E.
  • the handle 210 is shaped like a cylinder.
  • the handle 210 has a free end.
  • An end of the handle 210 opposite the free end is coupled to the actuator device 212.
  • the actuator device 212 has a cylindrical housing.
  • the handle 210 is rotatable about its longitudinal axis and additionally or alternatively mounted ver slidably along its longitudinal axis.
  • the handle 210 can be used, for example, as a throttle grip in order to control acceleration of a vehicle.
  • the handle 210 can also perform the functionality of a cruise control or speed limiter.
  • the handle 210 can additionally or alternatively be used for braking the vehicle or for switching a gearshift in the vehicle.
  • Fig. 4 shows an illustration of a movement of a handle 210 of an operating device 102 according to an embodiment. This can be the operating device described with reference to one of the figures shown above. What is shown is a rotary movement of the handle 210 in a first direction of rotation 415. The rotary movement is brought about, for example, by a movement of a hand of a driver by which the handle 210 is enclosed.
  • a more or less large locking force acts on the handle 210.
  • the locking force brakes the rotational movement of the handle 210, here in relation to the first direction of rotation.
  • FIG. 5 shows a locking force characteristic curve 520 of an operating device as a function of the vehicle speed according to an exemplary embodiment.
  • On the abs Zisa is the vehicle speed and on the ordinate the locking force is carried, which is exerted on the handle, for example, by the actuator device shown in FIG. 4 and counteracts the rotation of the handle in the first direction of rotation.
  • a size of the parking force is set depending on the vehicle speed.
  • there is a predetermined relationship between the magnitude of the vehicle speed and the magnitude of the locking force the locking force tending to increase with increasing vehicle speed.
  • the locking force has an initial value of, for example, 0.5 Nm and, starting from the initial value, increases linearly to a final value of, for example, 5 Nm at a final speed of 200 km / h.
  • the rotation of the handle in the first direction of rotation is used to accelerate the vehicle.
  • the actuator controls forces in such a way that speeds that are too high lead to a higher force required to turn the handle.
  • FIG. 6 shows a locking force characteristic curve 620 of an operating device as a function of the vehicle speed according to an exemplary embodiment.
  • On the abs Isa is the vehicle speed and on the ordinate the locking force is carried, which is exerted on the handle, for example, by the actuator device shown in FIG. 4 and counteracts the rotation of the handle in the first direction of rotation.
  • a size of the parking force is set depending on the vehicle speed.
  • the locking force has a constant value over the speed range shown, apart from a peak at a preset speed.
  • the locking force has an initial value of, for example, 0.5 Nm in a speed range that extends, for example, from 10 km / h to 100 km / h. Shortly before reaching the specified speed, which is, for example, 50 km / h, the locking force increases to a final value of, for example, 5 Nm. After reaching or exceeding the specified speed, the locking force abruptly drops back to the initial value.
  • the peak of the locking force also referred to as the peak, has an expansion in relation to the abscissa, for example. that is less than 20% or less than 10% of the set speed.
  • the rotation of the handle in the first direction of rotation is used to accelerate the vehicle, the handle also assuming the functionality of a cruise control or speed limiter.
  • the actuator device uses the magnetorheological medium to control forces in such a way that the force becomes very high when a certain speed is reached and an attempt is made to drive faster.
  • FIG. 7 shows a locking force characteristic curve 720 of an operating device as a function of the engine speed according to an exemplary embodiment.
  • the motor speed is plotted on the abscissa and the locking force is plotted on the ordinate, which is exerted on the handle, for example, by the actuator device shown in FIG. 4 and counteracts the rotation of the handle in the first direction of rotation.
  • a size of the locking force is set as a function of the engine speed.
  • the locking force has a constant value over the engine speed range shown, apart from a peak at a specified engine speed.
  • the locking force has an output value of, for example, 0.5 Nm in an engine speed range, which ranges from 1000 rpm to 14000 rpm, for example. Shortly before reaching the specified engine speed, which is, for example, 10000LJ / min, the locking force increases to a final value of, for example, 5Nm. After reaching or exceeding the specified engine speed, the locking force abruptly drops back to the initial value.
  • the peak of the locking force also referred to as the peak, has an expansion in relation to the abscissa, for example, which corresponds to less than 1% of the specified engine speed.
  • the rotation of the handle in the first direction of rotation is used to increase the speed of an engine of the vehicle, the handle also providing a kickdown functionality.
  • the Actuator device using the magnetorheological medium forces in such a way that the speed of the motor can be regulated up to a certain range via the handle. Above a threshold, a resistance must be exceeded, from which the full potential of the speed range is queried.
  • FIG. 8 shows a locking force characteristic curve 820 of an operating device as a function of the engine speed according to an exemplary embodiment.
  • the motor speed is plotted on the abscissa and the locking force is plotted on the ordinate, which is exerted on the handle, for example, by the actuator device shown in FIG. 4, and which counteracts the rotation of the handle in the first direction of rotation.
  • a size of the locking force is set as a function of the engine speed.
  • the locking force has a predetermined wave-shaped course over the engine speed range shown.
  • the locking force has an output value of 0.5 Nm, for example, and falls back to the initial value at an end motor speed of 14000 rpm, for example.
  • the locking force characteristic curve 820 has several maximums which have values that lie between the initial value and an end value of, for example, 5 Nm.
  • the locking force shown in the line 820 has four maxima, of which only one reaches the final value of the locking force.
  • the rotation of the handle in the first direction of rotation is used to increase the speed of an engine of the vehicle, the handle also providing a launch control functionality.
  • This functionality consists of traction control, which enables the vehicle to start off in a technically optimized manner.
  • the actuator device uses the magnetorheological medium to control forces in such a way that the driver is provided with the optimal speed range for an optimal start and the slip is minimized.
  • 9 shows an illustration of a movement of a handle 210 of an operating device 102 according to an exemplary embodiment. This can be the operating device described with reference to one of the figures shown above. What is shown is a rotary movement of the handle 210 in a second direction of rotation 915, which is opposite to the first direction of rotation shown in FIG. 4. The rotary movement is brought about, for example, by a movement of a hand of a driver, by which the handle 210 is enclosed.
  • a more or less large locking force acts on the handle 210.
  • the locking force brakes the rotational movement of the handle 210, here in relation to the second direction of rotation.
  • the actuator device 212 is designed in order to provide the same or different locking forces with regard to the different directions of rotation.
  • Fig. 10 shows a locking force characteristic curve 1020 of an operating device as a function of the vehicle speed according to an embodiment.
  • the vehicle speed is plotted on the abscissa and the locking force on the ordinate, which, for example, is exerted on the handle by the actuator device shown in FIG. 9 and counteracts the rotation of the handle in the second direction of rotation.
  • the size of the vehicle speed is shown sloping along the abscis se.
  • a magnitude of the locking force is set as a function of the vehicle speed.
  • there is a predetermined relationship between the size of the vehicle speed and the size of the locking force the locking force being reduced when the speed drops below an emergency braking speed.
  • the locking force has a constant output value of 2 Nm, for example, in a speed range between a final speed of 100 km / h, for example, and an emergency braking speed of 30 km / h, for example. If the At the end speed, the locking force drops, for example linearly, to an end value of, for example, 0.5 Nm and then remains at the end value until it comes to a standstill at 0km / h.
  • the rotation of the handle in the second direction of rotation is used to brake the vehicle.
  • the actuator device controls forces using the magnetorheological medium in such a way that braking is initiated by the opposite rotational movement.
  • the rotational movement used for this is opposite to the rotational movement in the first direction of rotation, which is used, for example, to accelerate or increase the speed.
  • the system reacts depending on the situation and what kind of braking is being carried out. Very little forces act during emergency braking. As a result, only small forces have to be overcome for a further rotation of the handle in the second direction of rotation, as a result of which a further increase in the braking force requirement is facilitated.
  • FIG. 11 shows an illustration of a movement of a handle 210 of an operating device 102 according to an exemplary embodiment. This can be the operating device described with reference to one of the figures shown above. Shown is an alternating movement 1115 of the handle 210, which is composed of two short, opposite and directly successive Drehbe movements. The alternating movement 1115 is brought about, for example, by a movement of a hand of a driver from which the handle 210 is closed.
  • a more or less large locking force acts on the handle 210.
  • the locking force brakes the alternating movement 1115 of the handle 210, here for example in relation to both directions of rotation.
  • the operating device 102 is used for switching.
  • the alternating movement 1115 which includes short rotary movements, executes a switching signal up / down. Both are rotatory Movements in both directions carried out in short succession, whereby the last direction is decisive for the selection of the switching direction.
  • FIG. 12 shows an illustration of an operating device 102 according to an exemplary embodiment.
  • the handle 210 of the operating device 102 shown in FIG. 12 has a first movable handle section 1230 and a second movable handle section 1232.
  • the actuator device 212 has a first actuator 1234 and a second actuator 1236.
  • the first actuator 1234 has a first magnetorheological medium and is designed to exert a first locking force, which is dependent on a viscosity of the first magnetorheological medium, on the first grip section 1230.
  • the first actuator 1234 is coupled to the first handle section 1230 via a first shaft 1240, for example.
  • the second actuator 1236 has a second magnetorheological medium and is designed to exert a second locking force, which is dependent on a viscosity of the second magnetorheological medium, on the second grip section 1232.
  • the second actuator 1236 is coupled to the second handle section 1232, for example, via a second shaft 1242.
  • the first grip portion 1230 may be shaped for use with a thumb of a driver's hand.
  • the second grip section 1232 on the other hand, can be shaped in order to be operated by the hand of the driver.
  • the second handle section 1232 can thus be made longer, for example more than four times as long, than the first handle section 1230.
  • the first handle section 1230 is arranged between the actuator device 212 and the second handle section 1232.
  • 13 shows a schematic illustration of an actuator device 212 according to an exemplary embodiment.
  • the actuator device 212 can be used in connection with an operating device as shown in one of the figures described above.
  • the actuator device 212 optionally includes an adjustment device 1350.
  • the adjustment device 1350 is designed to provide a setting signal 1352 via which the viscosity of the magnetorheological medium 1354 used by an actuator of the actuator device 212 can be adjusted.
  • the setting signal 1352 is provided to an interface to an electromagnet 1356 of the actuator device 212 and is suitable for setting a size of the magnetic field 1358 generated by the electromagnet 1356 and acting on the magnetorheological medium 1354.
  • the setting device 1350 is designed to determine the setting signal 1352 using data relating to a state of the vehicle that is controlled via the operating device. Such data can be provided, for example, by a suitable sensor system or a control unit of the vehicle.
  • the setting device 1350 is designed to set the setting signal 1352 using a speed signal 1360 indicating a driving speed of the vehicle and additionally or alternatively using a preset speed signal 1362 indicating a preset speed of the vehicle and additionally or alternatively using a speed of a motor of the vehicle indicating speed signal 1364 and additionally or alternatively using a indicating a preset speed of an engine of the vehicle to provide the preset speed signal 1366.
  • the setting signal 1352 is provided directly to the actuator device 212, for example from a control unit of the vehicle.
  • the actuator device 212 can be designed without an adjusting device 1350.
  • the functionality of the setting device 1350 be arranged away from a housing of the actuator device 212, for example se in a control unit of the vehicle.
  • the actuator device 212 additionally or alternatively comprises an optional detection device 270.
  • the detection device 270 is designed to detect a movement of the handle and to provide a control signal for controlling a function of the vehicle using a variable that characterizes the movement of the handle.
  • the detection device 270 has, for example, a suitable sensor system via which a direction of the movement of the handle and additionally or alternatively a speed of the movement and additionally or alternatively a temporal and / or spatial course of the movement as the characterizing variable can be detected.
  • the detection device 270 is designed to receive an engine control signal 1372 for controlling an engine output of an engine of the vehicle and additionally or alternatively a speed control signal 1374 for controlling a speed of the engine of the vehicle and additionally or alternatively a speed control signal 1376 for controlling a speed of the vehicle and additionally or alternatively to provide an acceleration control signal 1378 for controlling an acceleration of the vehicle and additionally or alternatively a switching control signal 1380 for controlling a transmission of the vehicle and additionally or alternatively a brake control signal 1382 for controlling a service brake of the vehicle.
  • an engine control signal 1372 for controlling an engine output of an engine of the vehicle and additionally or alternatively a speed control signal 1374 for controlling a speed of the engine of the vehicle and additionally or alternatively a speed control signal 1376 for controlling a speed of the vehicle and additionally or alternatively to provide an acceleration control signal 1378 for controlling an acceleration of the vehicle and additionally or alternatively a switching control signal 1380 for controlling a transmission of the vehicle and additionally or alternatively a brake control signal 1382 for controlling a service brake of the vehicle
  • FIG. 14 shows a flow chart of a method according to an exemplary embodiment. The method is used, for example, to operate a vehicle having an operating device, as is shown, for example, in FIG. 1.
  • a viscosity of the magnetorheological medium of the actuator device of the operating device of the vehicle is set, for example by setting a suitable magnetic field.
  • a characterizing variable is recorded which characterizes a movement of the external unit of the operating device.
  • the characterizing variable is used in a step 1405 in order to determine a control signal for controlling a function of the vehicle.
  • an absence of a hand of a user of the operating device on the external unit is detected in order to provide a hand signal indicating the absence.
  • the control signal is influenced in an influencing step 1409, for example brought to a value which corresponds to or represents an inoperative state of the operating device.
  • an automatic reset is made possible in such a way that the control signal assumes a value which corresponds to an inactivated state of the operating device.
  • the control signal is correspondingly influenced in step 1409 of influencing,
  • an acceleration is influenced directly by the control signal.
  • an exemplary embodiment comprises a “and / or” link between a first feature and a second feature
  • this can be read in such a way that the exemplary embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and, according to a further embodiment, either only the has the first feature or only the second feature.

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Abstract

Bedienvorrichtung, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Eine Bedienvorrichtung (102) für ein Fahrzeug umfasst eine von einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung (102) drehbare Außeneinheit (210). Auch umfasst die Bedienvorrichtung (102) eine Erfassungseinrichtung (270), die ausgebildet ist, um eine Bewegung der Außeneinheit (210) zu erfassen und unter Verwendung einer die Bewegung charakterisierenden Größe ein Steuersignal (271) zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs bereitzustellen. Die Bedienvorrichtung (102) umfasst ferner eine ein magnetorheologisches Medium umfassende Aktoreinrichtung (212), die mit der Außeneinheit (210) koppelbar oder gekoppelt und ausgebildet ist, um eine von einer Viskosität des magnetorheologischen Mediums abhängige Feststellkraft auf die Außeneinheit (210) auszuüben. Zudem umfasst die Bedienvorrichtung (102) eine Sensoreinheit (285), die in der Außeneinheit (210) angeordnet und ausgebildet ist, um ein eine Abwesenheit einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung (102) an der Außeneinheit (210) anzeigendes Handsignal (288) bereitzustellen. Die Bedien- vorrichtung 102 umfasst des Weiteren eine Beeinflussungseinrichtung zum Beein- flussen des Steuersignals (271) abhängig von dem Handsignal (288).

Description

Bedienvorrichtunq, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug, insbesondere einem Motorrad, und auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Gasdrehgriffe werden beispielsweise bei Motorrädern als Bedienelemente zur Steue rung der Motorleistung mit der Hand eingesetzt.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Bedien vorrichtung für ein Fahrzeug, ein verbessertes Fahrzeug und ein verbessertes Ver fahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Be schreibung.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine Bedienvorrichtung für ein Fahr zeug bereitgestellt werden, die variable Haptik und eine Handerfassung bzw. eine sogenannte Hands-On-Detection (HOD) aufweist. Ein magnetorheologisches Medi um, beispielsweise eine magnetorheologische Flüssigkeit, kann vorteilhafterweise im Zusammenhang mit einer eine nutzerseitig drehbare Außeneinheit aufweisenden Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet werden, um die variable Haptik bereit zustellen. Über das magnetorheologische Medium kann nahezu stufen los eingestellt werden, welche Kraft zum Bewegen der Außeneinheit erforderlich ist. Gemäß Aus führungsformen kann beispielsweise auf ein Entfernen einer Hand eines Nutzers von der Bedienvorrichtung, insbesondere der Außeneinheit, durch eine Beeinflussung eines durch die Bedienvorrichtung ausgegebenen Steuersignals reagiert werden. So kann ein sicherer und zuverlässiger Betrieb des Fahrzeugs erreicht werden.
Eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug weist folgende Merkmale auf: eine von einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung drehbare Außeneinheit; eine Erfassungseinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Bewegung der Außeneinheit zu erfassen und unter Verwendung einer die Bewegung charakterisierenden Größe ein Steuersignal zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs bereitzustellen; eine ein magnetorheologisches Medium umfassende Aktoreinrichtung, die mit der Außeneinheit koppelbar oder gekoppelt und ausgebildet ist, um eine von einer Vis kosität des magnetorheologischen Mediums abhängige Feststellkraft auf die Außen einheit auszuüben; eine Sensoreinheit, die in der Außeneinheit angeordnet und ausgebildet ist, um ein eine Abwesenheit einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung an der Außenein heit anzeigendes Handsignal bereitzustellen; und eine Beeinflussungseinrichtung zum Beeinflussen des Steuersignals abhängig von dem Handsignal.
Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein motorgetriebenes Zweirad, wie ein Motorrad oder ein Roller, ein andersartiges Landfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug handeln. Über die Bedienvorrichtung kann beispielsweise eine Antriebseinrichtung oder eine Bremseinrichtung des Fahrzeugs bedient werden. Die Außeneinheit kann als eine Hohlwelle ausgeformt sein. Die Außeneinheit kann als ein Handgriff ausgeformt sein. Alternativ kann die Außeneinheit ausgeformt sein, um mit einem Handgriff gekoppelt zu sein bzw. zu werden. Ein Handgriff kann hierbei auf die Außeneinheit aufgesteckt sein oder die Außeneinheit kann mit einem Hand griff umformt sein. Der Handgriff oder die Außeneinheit kann eine Form aufweisen, die es einem Führer des Fahrzeugs ermöglicht, den Handgriff und zusätzlich oder alternativ die Außeneinheit mit der Hand zu bewegen. Beispielsweise kann die Au ßeneinheit optional mit zusätzlichem Handgriff dazu von der Hand umschlossen wer den. Die Außeneinheit optional mit zusätzlichem Handgriff kann rotatorisch und zu sätzlich oder alternativ linear bewegbar sein. Dazu kann die Außeneinheit über eine geeignete Lagerung mit einem Teil, beispielsweise einem Lenker, des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar sein. Die Außeneinheit kann mittels eines Getriebes mit der Aktoreinrichtung verbunden sein. Je nach Größe der Feststellkraft kann die Au ßeneinheit optional mit zusätzlichem Handgriff aus Sicht des Fahrers festgestellt sein, leichtgängig bewegbar oder schwergängig bewegbar sein, wobei durch eine geeignete Einstellung der Viskosität des magnetorheologischen Mediums nahezu beliebige Zwischenstufen einstellbar sind. Auf diese Weise kann eine zum Bewegen der Außeneinheit optional mit zusätzlichem Handgriff erforderliche Betätigungskraft beispielsweise an eine aktuelle Fahrsituation, an eine von der Bedienvorrichtung ak- tuell bereitgestellte Bedienfunktionalität oder an Vorlieben des Fahrzeugführers an gepasst werden. Bei dem magnetorheologischen Medium kann es sich um ein mag netische polarisierbare Partikel umfassendes Medium handeln. Insbesondere kann es sich um eine magnetorheologische Flüssigkeit (MRF) handeln, wie sie beispiels weise bereits für Fahrzeuganwendungen eingesetzt wird. Alternativ kann es sich um ein magnetorheologisches Elastomer handeln. Die Aktoreinrichtung kann ausgebildet sein, um die Viskosität des magnetorheologischen Mediums durch eine Größe eines auf das magnetorheologische Medium wirkenden Magnetfelds einzustellen. Je grö ßer die Viskosität ist, desto größer kann die Feststellkraft sein. Die Erfassungsein richtung kann zum Erfassen der Bewegung einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen Hall-Sensor, aufweisen. Das Steuersignal kann beispielsweise an eine Schnitt stelle zu einem Steuergerät des Fahrzeugs oder an einen Fahrzeug-Bus bereitge stellt werden. Eine Funktionseinheit der Erfassungseinrichtung kann auch in einem Steuergerät realisiert sein. Auf diese Weise kann die Bedienvorrichtung in einer Fahrzeugsteuerung eingebunden werden. Die Sensoreinheit kann in einem montier ten Zustand der Bedienvorrichtung von der Außeneinheit umgeben sein. Die Sen soreinheit kann ausgebildet sein, um eine Anwesenheit und Abwesenheit der Hand des Nutzers an der Außeneinheit zu erfassen. Bei einer erfassten Abwesenheit kann das Handsignal einen ersten Signalwert und zusätzlich oder alternativ Signalverlauf aufweisen. Somit kann der erste Signalwert und zusätzlich oder alternativ Signalver lauf die Abwesenheit anzeigen. Bei einer erfassten Anwesenheit kann das Handsig nal einen von dem ersten unterschiedlichen, zweiten Signalwert und zusätzlich oder alternativ Signalverlauf aufweisen. Der zweite Signalwert und zusätzlich oder alterna tiv Signalverlauf kann die Anwesenheit anzeigen. Die Sensoreinheit kann eine Folie zum Erfassen der Anwesenheit und Abwesenheit der Hand aufweisen. Die Sen soreinheit kann zum Detektieren einer Hand vorgesehen sein, welche die Außenein heit umgreift. Die Beeinflussungseinrichtung kann ausgebildet sein, um das Steuer signal direkt oder indirekt zu beeinflussen. Ansprechend auf das die Abwesenheit einer Hand an der Außeneinheit anzeigende Handsignal kann die Beeinflussungsein richtung ausgebildet sein, um das Steuersignal zu beeinflussen. Wenn die Beeinflus sungseinrichtung das Steuersignal beeinflusst, kann das Steuersignal auf einen Wert von 0 oder einen anderen neutralen Wert bzw. eine neutrale Stellung der Außenein heit repräsentierenden Wert gebracht werden. Neben Funktionen wie dem Beschleunigen und/oder Bremsen kann die Bedienvor richtung beispielsweise zusätzlich oder alternativ die Umsetzung einer sogenannten Launchcontrol ermöglichen, bei welcher die Außeneinheit Kräfte des Nutzers regelt, damit dieser das optimale Drehmoment ausnutzen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Bedienvorrichtung eine Schaltung realisieren, durch die der Nutzer die Mög lichkeit erhält, eine definierte Kraft in die eine oder die andere Richtung zu über schreiten und somit hoch oder herunterzuschalten.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Beeinflussungseinrichtung eine Rückstel leinheit zum Rückstellen der Außeneinheit in eine Ruhestellung aufweisen. Die Ru hestellung kann einem unbetätigten Zustand der Außeneinheit und somit der Bedi envorrichtung entsprechen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Bedienvorrichtung mit variabler Haptik und automatischer Rückstellung zum Be treiben eines Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. Anders ausgedrückt kann eine Bedienvorrichtung mit einer Rückstelleinheit für die Außeneinheit und mit integrierter Sensoreinheit zur Handdetektion bereitgestellt werden. Die Rückstelleinheit kann für eine automatische Rückführung der Außeneinheit bzw. Dreheinheit verwendet wer den, was insbesondere für eine Außeneinheit mit asymmetrischem Design in Dreh achse hilfreich sein kann.
Dabei kann die Rückstelleinheit ausgebildet sein, um die Außeneinheit mechanisch und zusätzlich oder alternativ elektrisch in die Ruhestellung rückzustellen. Zusätzlich oder alternativ kann die Rückstelleinheit mittels eines Getriebes mit der Außeneinheit verbunden sein. Beispielsweise kann die Rückstelleinheit einen Elektromotor aufwei sen, der über das Getriebe mit der Außeneinheit verbunden sein kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Rückstelleinheit eine Schenkelfeder oder ein anderes elasti sches Mittel aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Rückstellung auf zuverlässige und konstruktiv einfache Weise erreicht werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Beeinflussungseinrichtung die Erfassungs einrichtung sein. Hierbei kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, abhängig von dem Handsignal ein eine Ruhestellung der Außeneinheit repräsentierendes Steuersignal bereitzustellen. Anders ausgedrückt kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um ansprechend auf ein die Abwesenheit einer Hand anzeigendes Handsignal einen Wert des Steuersignals zu beeinflussen. Eine solche Ausführungs form bietet den Vorteil, dass insbesondere bei relativ zu einer Drehachse symmetri scher Ausformung der Außeneinheit bzw. eines Handgriffs auf eine Rückstellung der Außeneinheit verzichtet werden kann und stattdessen auf einfache Weise direkt das Steuersignal beeinflusst werden kann.
Ferner kann die Bedienvorrichtung zumindest eine Lichtquelle zum Beleuchten der Außeneinheit von innen heraus aufweisen. Die Lichtquelle kann innerhalb eines Um fangs der Außeneinheit angeordnet sein. Hierbei kann die Lichtquelle drehfest relativ zu der Außeneinheit montiert sein. Die Lichtquelle kann zumindest eine Leuchtdiode oder dergleichen aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Erfassungsgenauigkeit der Handdetektion der Sensoreinheit erhöht werden kann.
Die Aktoreinrichtung kann ausgebildet sein, um die Viskosität des magnetorheologi- schen Mediums unter Verwendung eines Einstellsignals einzustellen. Durch Einstel len der Viskosität kann eine Größe der Feststellkraft eingestellt werden. Auf diese Weise kann eine Viskositätsänderung zu einer Feststellkraftänderung führen. Bei spielsweise kann das Einstellsignal zum Betreiben einer Magnetfelderzeugungsein richtung der Aktoreinrichtung verwendet werden oder es kann zum Erzeugen eines zum Betreiben einer entsprechenden Magnetfelderzeugungseinrichtung geeigneten Signals verwendet werden. Unter Verwendung des Einstellsignals kann die Feststell kraft und somit eine von dem Fahrzeugführbar aufzubringende Betätigungskraft schnell und einfach eingestellt werden.
Dazu kann die Bedienvorrichtung eine Einstelleinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um das Einstellsignal bereitzustellen. Beispielsweise kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, um das Einstellsignal unter Verwendung eines eine Fahrgeschwin digkeit des Fahrzeugs anzeigenden Geschwindigkeitsignals bereitzustellen. Auf die se Weise kann die Feststellkraft geschwindigkeitsabhängig eingestellt werden. Bei spielsweise kann dadurch die von dem Fahrzeugführbar aufzubringende Betäti- gungskraft umso größer gewählt werden, umso höher die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, um das Einstellsignal unter Verwendung eines eine Vorgabegeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigenden Vorgabegeschwindigkeitsignals bereitzustellen. Die Vorgabegeschwindigkeit kann beispielsweise eine durch einen Tempomaten vorge gebene Geschwindigkeit oder eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder eines von dem Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitts repräsentieren. Bei spielsweise kann die Feststellkraft bei Erreichen der Vorgabegeschwindigkeit sprunghaft erhöht werden. Dadurch kann dem Fahrzeugführer eindrücklich das Er reichen der Vorgabegeschwindigkeit mitgeteilt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, das Einstellsignal unter Verwendung eines eine Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs anzeigenden Drehzahlsignals be reitzustellen. Beispielsweise kann die Feststellkraft erhöht werden, wenn ein bei spielsweise im Hinblick auf den Verbrauch oder die Leistung optimaler Drehzahlbe reich des Motors verlassen wird. Dadurch kann der Fahrzeugführer animiert werden, den Motor im optimalen Bereich zu betreiben. Zusätzlich oder alternativ kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, um das Einstellsignal unter Verwendung eines eine Vorgabedrehzahl eines Motors des Fahrzeugs anzeigenden Vorgabedrehzahl signals bereitzustellen. Bei der Vorgabedrehzahl kann es sich beispielsweise um ei ne maximale Drehzahl oder eine im Hinblick auf Betriebseigenschaften des Fahr zeugs oder des Motors optimale Drehzahl handeln.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Außeneinheit in einer ersten Drehrichtung beweglich sein. Die Aktoreinrichtung kann ausgebildet sein, um die Feststellkraft zum Bremsen einer Drehbewegung der Außeneinheit in der ersten Drehrichtung auf die Außeneinheit auszuüben. Somit kann über die Aktoreinrichtung beispielsweise ein gestellt werden, ob die Außeneinheit in der ersten Drehrichtung leichtgängig, schwergängig oder nicht bewegbar ist. Beispielsweise kann eine Motorleistung eines Motors des Fahrzeugs durch Drehen der Außeneinheit in die erste Drehrichtung er höht werden. Somit kann die Funktionalität eines Gasdrehgriffs realisiert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Außeneinheit in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung beweglich sein. Entsprechend kann die Aktoreinrichtung ausgebildet sein, um die Feststellkraft zum Bremsen einer Drehbe wegung der Außeneinheit in der zweiten Drehrichtung auf die Außeneinheit auszu üben. Dabei kann sich Feststellkraft zum Bremsen der Drehbewegung in der zweiten Drehrichtung von der Feststellkraft zum Bremsen der Drehbewegung in der ersten Drehrichtung unterscheiden, oder beide Bremskräfte können betragsmäßig gleich sein. Die zweite Drehrichtung kann beispielsweise zum Realisieren einer Betriebs bremsfunktion verwendet werden.
Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um eine Richtung der Bewegung als die charakterisierenden Größe zu erfassen. Unterschiedliche Rich tungen können unterschiedlichen Bedienfunktionen zugeordnet sein, sodass über die Richtung der Bewegung festgestellt werden kann, welche Bedienfunktion der Fahr zeugführer gerade ausübt. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um eine Geschwindigkeit der Bewegung als die charakterisieren den Größe zu erfassen. Beispielsweise kann eine ruckartige Bewegung einer ande ren Bedienfunktion als eine ruhige Bewegung zugeordnet sein. Zusätzlich oder alter nativ kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um einen zeitlichen Verlauf der Bewegung als die charakterisierenden Größe zu erfassen. Der zeitliche Verlauf kann beispielsweise eine Dauer der Bewegung in dieselbe Richtung oder ein Wech sel der Bewegungsrichtung anzeigen. Beispielsweise kann ein schneller Wechsel der Bewegungsrichtung einer weiteren Bedienfunktion zugeordnet sein. So kann eine kurzzeitige Bewegung der Außeneinheit in eine Richtung und eine direkt anschlie ßende gegenläufige Bewegung einen von dem Fahrzeugführer gewünschten Gang wechsel anzeigen.
Somit kann die Erfassungseinrichtung beispielsweise ausgebildet sein, um das Steu ersignal zum Steuern einer Motorleistung eines Motors des Fahrzeugs bereitzustel len. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um das Steuersignal zum Steuern einer Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs bereitzu stellen. Dadurch kann die Funktionalität eines Gasdrehgriffs realisiert werden. Zu sätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um das Steuersignal zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs bereitzustellen. Zu sätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um das Steuersignal zum Steuern einer Beschleunigung des Fahrzeugs bereitzustellen. Dies ermöglicht eine sehr komfortable Steuerung des Fahrzeugs, beispielsweise im Zu sammenhang mit einem Automatikgetriebe. Zusätzlich oder alternativ kann die Er fassungseinrichtung ausgebildet sein, um das Steuersignal zum Steuern eines Ge triebes des Fahrzeugs bereitzustellen. Dies ermöglicht es dem Fahrzeugführer bei spielsweise eine geeignete Getriebeübersetzung auszuwählen. Zusätzlich oder al ternativ kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um das Steuersignal zum Steuern einer Betriebsbremse des Fahrzeugs bereitzustellen. Auf diese Weise kann auf einen separaten Bremshebel verzichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Aktoreinrichtung ausgebildet sein, um die Außeneinheit beweglich zu lagern. Auf diese Weise kann auf eine separate mecha nische Lagereinrichtung verzichtet werden.
Auch kann die Außeneinheit einen Handgriff mit einen ersten beweglichen Griffab- schnitt und einen zweiten beweglichen Griffabschnitt aufweisen. Ferner kann die Ak toreinrichtung einen ein erstes magnetorheologisches Medium aufweisenden ersten Aktor und einen ein zweites magnetorheologisches Medium aufweisenden zweiten Aktor aufweisen. Hierbei kann der erste Aktor mit dem ersten Griffabschnitt gekoppelt und ausgebildet sein, um eine von einer Viskosität des ersten magnetorheologischen Mediums abhängige erste Feststellkraft auf den ersten Griffabschnitt auszuüben. Der zweite Aktor kann mit dem zweiten Griffabschnitt gekoppelt und ausgebildet sein, um eine von einer Viskosität des zweiten magnetorheologischen Mediums abhängige zweite Feststellkraft auf den zweiten Griffabschnitt auszuüben.
Ein Fahrzeug, insbesondere ein motorisiertes Zweirad, kann eine genannte Bedien vorrichtung umfassen. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung als Ersatz für ei nen herkömmlicherweise verwendeten Drehgriff des Fahrzeugs verwendet werden.
Ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs umfasst die folgenden Schrit te:
Einstellen einer Viskosität des magnetorheologischen Mediums der Aktoreinrichtung der Bedienvorrichtung des Fahrzeugs; Erfassen einer eine Bewegung der Außeneinheit der Bedienvorrichtung charakteri sierenden Größe; und
Bestimmen eines Steuersignals zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs unter Verwendung der charakterisierenden Größe.
Die Schritte des Verfahrens können in einer geeigneten Einrichtung umgesetzt wer den, die Teil der Bedienvorrichtung oder beispielsweise Teil eines Steuergeräts des Fahrzeugs sein kann. Eine solche Einrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Einrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbil dung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Erfassens einer Abwesenheit einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung an der Außeneinheit, um ein die Abwesenheit anzeigendes Handsignal bereitzustellen, und einen Schritt des Beeinflussens des Steuersignals abhängig von dem Handsignal umfassen. Der Schritt des Erfassens kann unter Verwendung der Sensoreinheit der Bedienvorrich tung ausgeführt werden. Der Schritt des beeinflussen Scan unter Verwendung der Beeinflussungseinrichtung der Bedienvorrichtung ausgeführt werden. Auf diese Wei se können sowohl eine Handdetektion als auch bei Abwesenheit einer Hand an der Außeneinheit eine geeignete Einstellung des Steuersignals realisiert werden.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf ei nem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplatten speicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchfüh rung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2A eine Seitenansicht einer Bedienvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungs beispiel;
Fig. 2B eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 2C eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 2D eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel;
Fig. 2E eine Teilschnittdarstellung der Bedienvorrichtung aus Fig. 2D;
Fig. 3 eine Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 4 eine Darstellung einer Bewegung eines Handgriffs einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Feststellkraftkennlinie einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 eine Feststellkraftkennlinie einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 eine Feststellkraftkennlinie einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 eine Feststellkraftkennlinie einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine Darstellung einer Bewegung eines Handgriffs einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 eine Feststellkraftkennlinie einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 eine Darstellung einer Bewegung eines Handgriffs einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 12 eine Darstellung einer Bedienvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 13 eine schematische Darstellung einer Aktoreinrichtung gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel; und
Fig. 14 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorlie genden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einer Bedienvorrichtung 102 gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel. Leidglich beispielhaft ist das Fahrzeug 100 als ein Motorrad ausge führt. Das Fahrzeug 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Lenker auf. Die Bedienvorrichtung 102 ist beispielhaft an einem rechten Ende des Lenkers an geordnet. Die Bedienvorrichtung 102 ermöglicht es einem Fahrer das Fahrzeug 100 zu bedienen, beispielsweise eine Leistung eines Antriebmotors 104 des Fahr zeugs 100 zu steuern. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele ermöglicht die Bedienvorrichtung 102 ferner eine Steuerung einer Betriebsbremse 106 des Fahr zeugs und zusätzlich oder alternativ eines Getriebes des Fahrzeugs 100. Die Bedi envorrichtung 102 wird beispielsweise anstelle eines herkömmlichen Gasdrehgriffs eingesetzt und umfasst eine als Handgriff ausgeformte Außeneinheit und eine Ak toreinrichtung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Außeneinheit bzw. der Handgriff von einer Hand des Fahrers des Fahrzeugs 100 umgriffen und gedreht werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Bedienvorrichtung 102 zu dem eine Erfassungseinrichtung, eine Sensoreinheit und eine Beeinflussungseinrich tung.
Alternativ zu einem Motorrad oder Roller kann die Bedienvorrichtung 102 auch im Zusammenhang mit einem anderen Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug eingesetzt werden, beispielsweise bei einem Quad, einem Elektrofahrrad, einem Elektroroller oder einem Hubschrauber. Fig. 2A zeigt eine Seitenansicht einer Bedienvorrichtung 102 gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 1 gezeigten Bedienvorrichtung handeln. Die Bedienvorrichtung 102 weist eine als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit und eine Aktoreinrichtung 212 auf. Der Handgriff 210 ist beweglich gelagert, beispielsweise durch die Aktoreinrichtung 212 oder eine zusätzliche Lagereinrichtung.
Ein Gehäuse der Aktoreinrichtung 212 kann beispielsweise starr an dem Lenker des in Fig. 1 gezeigten Motorrads befestigt werden. Somit kann der Handgriff 210 relativ zu dem Gehäuse der Aktoreinrichtung 212 und somit relativ zu dem Lenker bewegt werden.
Die Aktoreinrichtung 212 ist ausgebildet, um eine einstellbare Feststellkraft auf den Handgriff 210 auszuüben. Die Feststellkraft wirkt einer von einer Hand des Fahrers auf den Handgriff 210 ausgeübten Kraft zum Bewegen des Handgriffs 210 entgegen. Je nach Größe der Feststellkraft kann die Feststellkraft für den Fahrer kaum spürbar oder deutlich spürbar sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Hand griff 210 aus Sicht des Fahrers bei einer maximalen Feststellkraft festgestellt sein.
Die Aktoreinrichtung 212 wird auch als MRF-Aktor bezeichnet. Um die Feststellkraft auf einen aktuell erforderlichen Wert einzustellen weist die Aktoreinrichtung 212 ein magnetorheologisches Medium, beispielsweise eine magnetorheologische Flüssig keit auf. Die Viskosität des magnetorheologischen Mediums ist veränderbar. Die Feststellkraft wird beispielsweise durch eine Reibung zwischen dem magnetorheolo gischen Medium und dem Handgriff 210 oder einer mit dem Handgriff 210 gekoppel ten Welle hervorgerufen. Bei einer hohen Viskosität des magnetorheologischen Me diums übt das magnetorheologische Medium gemäß einem Ausführungsbeispiel eine größere Feststellkraft auf den Haltegriff 210 auf, als bei einer geringen Viskosität.
Die Viskosität des magnetorheologischen Mediums wird gemäß einem Ausführungs beispiel durch ein auf das magnetorheologische Medium wirkendes Magnetfeld ein gestellt. Dabei ist eine Stärke des Magnetfelds einstellbar, um die Viskosität des magnetorheologischen Mediums einzustellen. Zum Erzeugen des Magnetfelds um- fasst die Aktoreinrichtung 212 beispielsweise einen Elektromagneten oder einen ver fahrbaren Permanentmagneten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Aktoreinrichtung 212 eine Rückstel leinheit für den Handgriff 210 bzw. die Außeneinheit. Dabei bewirkt die Rückstellein heit eine mechanische Rückstellung und zusätzlich oder alternativ eine elektronische Rückstellung. Die Rückstelleinheit ist nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2B bis Fig. 2E noch detaillierter erläutert.
Die Bedienvorrichtung 102 ermöglicht gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele beispielsweise eine Gas- und Bremsregelung eines Motorrades mit variabler Haptik mittels in der Aktoreinrichtung 212 umgesetzter MRF-Aktuatorik. Ganz wie am traditi onellen Gashahns eines Motorrades ist das Bedienmuster ähnlich. Der Fahrerführt eine rotatorische Bewegung aus und beschleunigt somit. Dreht der Fahrer das Modul in die andere Richtung wird gebremst.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Bedienvorrichtung 102 als ein Gasdreh griff realisiert, bei dem der Handgriff 210 mit einem MRF-Aktor gekoppelt ist. Dies ermöglicht unterschiedliche Haptiken und Sperren. Dies ermöglicht eine Vielfalt an Bedienfunktionen, die in einem Drehgriff ausgeführt werden können. So kann das System beispielsweise den Handgriff ab einer gewissen Geschwindigkeit, beispiels weise einer dreißiger Zone, sperren, sodass nicht schneller gefahren werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Sperrung so ausgeführt, dass die Sper rung nach einem erhöhten Kraftaufwand überwunden werden kann und beispielswei se in Notsituationen Ausweichmanöver zulässt. Die auch als Drehgriff bezeichnete Bedienvorrichtung 102 kann sowohl die Gasannahme, als auch die Bremsbetätigung beinhalten. Wird der Handgriff 210 in die eine Richtung gedreht, wird Gas gegeben. Wird der Handgriff 210 in die andere Richtung gedreht, so wird gebremst.
Fig. 2B zeigt eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung 102 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der an hand von Fig. 1 gezeigten Bedienvorrichtung handeln. Die Bedienvorrichtung 102 ähnelt hierbei der Bedienvorrichtung aus Fig. 2A. Zusätzlich zu der als Handgriff 210 ausgeführten Außeneinheit und der Aktoreinrichtung 212 sind von der Bedienvorrich tung 102 für ein Fahrzeug gemäß dem in Fig. 2B dargestellten Ausführungsbeispiel eine Erfassungseinrichtung 270, eine Sensoreinheit 285 und eine als Beeinflus sungseinrichtung fungierende Rückstelleinheit 290 gezeigt. Ferner sind ein Steuer signal 271 und ein Handsignal 288 eingezeichnet.
Die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit ist von einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung 102 drehbar. Die Aktoreinrichtung 212 mit dem magnetorheologi- schen Medium ist mit der als Handgriff 210 ausgeformten Außeneinheit gekoppelt.
Die Aktoreinrichtung 212 ist ausgebildet, um die von einer Viskosität des magne- torheologischen Mediums abhängige Feststellkraft auf die als Handgriff 210 ausge formte Außeneinheit auszuüben.
Die Erfassungseinrichtung 270 ist ausgebildet, um eine Bewegung der als Hand griff 210 ausgeformten Außeneinheit zu erfassen. Ferner ist die Erfassungseinrich tung 270 ausgebildet, um unter Verwendung einer die Bewegung charakterisieren den Größe das Steuersignal 271 bereitzustellen. Das Steuersignal 271 dient zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs. Die Bedienvorrichtung 102 ist ausgebildet, um das Steuersignal 271 an zumindest eine Einrichtung des Fahrzeugs auszugeben.
Die Sensoreinheit 285 ist in bzw. innerhalb der als Handgriff 210 ausgeformten Au ßeneinheit angeordnet. Dabei ist die Sensoreinheit 285 von der als Handgriff 210 ausgeformten Außeneinheit umgeben. Die Sensoreinheit 285 ist ausgebildet, um ei ne Abwesenheit einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung 102 an der als Handgriff 210 ausgeformten Außeneinheit detektieren. Ferner ist die Sensorein heit 285 ausgebildet, um ein Handsignal 288 bereitzustellen, das eine detektierte Abwesenheit anzeigt.
Die Rückstelleinheit 290 ist ausgebildet, um die als Handgriff 210 ausgeformte Au ßeneinheit in eine Ruhestellung rückzustellen. Die Rückstelleinheit 290 ist ausgebil det, um das Handsignal 288 von der Sensoreinheit 285 einzulesen. Ferner ist die Rückstelleinheit 290 ausgebildet, um die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit abhängig von dem Handsignal 288 in die Ruhestellung rückzustellen. Durch die Rückstellung in die Ruhestellung ist die Bewegung der als Handgriff 210 ausgeform ten Außeneinheit und somit das Steuersignal 271 beeinflussbar. Gemäß dem in Fig. 2B dargestellten Ausführungsbeispiel fungiert die Rückstelleinheit 290 somit als Beeinflussungseinrichtung zum Beeinflussen des Steuersignals 271 abhängig von dem Handsignal 288. Anders ausgedrückt weist die Beeinflussungseinrichtung ge mäß dem in Fig. 2B dargestellten Ausführungsbeispiel die Rückstelleinheit 290 auf. Die Rückstelleinheit 290 ist ausgebildet, um die als Handgriff 210 ausgeformte Au ßeneinheit mechanisch und zusätzlich oder alternativ elektrisch in die Ruhestellung rückzustellen.
Fig. 2C zeigt eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung 102 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Hierbei entspricht die Bedienvorrichtung in Fig. 2C der Bedienvorrichtung aus Fig. 2B mit Ausnahme dessen, dass die Erfassungseinrich tung 270 als Beeinflussungseinrichtung fungiert. Die Erfassungseinrichtung 270 ist hierbei ausgebildet, um das Handsignal 288 von der Sensoreinheit 285 einzulesen. Ferner ist die Erfassungseinrichtung 270 ausgebildet, um abhängig von dem Hand signal 288 ein Steuersignal 271 bereitzustellen, das eine Ruhestellung der als Hand griff 210 ausgeformten Außeneinheit repräsentiert. Bei dem in Fig. 2C dargestellten Ausführungsbeispiel ist die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit bezüglich einer Drehachse derselben symmetrisch ausgeformt.
Fig. 2D zeigt eine schematische Darstellung einer Bedienvorrichtung 102 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Die Bedienvorrichtung 102 in Fig. 2D entspricht oder äh nelt der Bedienvorrichtung aus Fig. 2B. Hierbei sind von der Bedienvorrichtung 102 in Fig. 2D die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit, die Aktoreinheit 212, die Rückstelleinheit 290, eine Aktorhalterung 213, eine Aktorsteuereinheit 214, eine drehbar gelagerte Welle 216, ein Getriebe 218 mit Zahnrädern, ein Träger 292 und eine Elektronikeinheit 294 gezeigt. Die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit ist als eine Hohlwelle ausgeführt. Die Rückstelleinheit 290 ist als eine elektrische Rückstelleinheit ausgeführt. Ferner ist eine Schnittlinie A-A eingezeichnet, die eine Schnittebene durch die Bedienvorrichtung 102 repräsentiert. Die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit mit der Welle 216 verbunden. Die Welle 216 ist über Zahnräder des Getriebes 218 mit der Aktoreinheit 212 verbunden bzw. gekoppelt. Die Rückstelleinheit 290 ist über weitere Zahnräder des Getrie bes 218 mit der Welle 216 verbunden. Somit ist die Rückstelleinheit 290 mittels des Getriebes 218 mit der als Handgriff 210 ausgeformten Außeneinheit verbunden. Auch ist die Aktoreinheit 212 mittels des Getriebes 218 mit der als Handgriff 210 ausgeformten Außeneinheit verbunden. Die Aktoreinheit 212 ist mittels der Aktorhal terung 213 an dem Fahrzeug anbringbar oder angebracht. Die Aktorsteuerein heit 214 ist ausgebildet, um die Aktoreinheit 212 zu steuern bzw. anzusteuern. Die Aktorsteuereinheit 214 kann eine unter Bezugnahme auf nachfolgend beschriebene Figuren noch erläuterte Einstelleinrichtung aufweisen oder als dieselbe ausgeführt sein.
Der Träger 292 ist ausgebildet, um die Elektronikeinheit 294 zu tragen. Der Trä ger 292 ist bezüglich der als Handgriff 210 ausgeführten Außeneinheit feststehend bzw. drehfest angeordnet. Der Träger 292 und die Elektronikeinheit 2000,94 € zu mindest teilweise innerhalb der als Handgriff 210 ausgeführten Außeneinheit aufge- nommen angeordnet. Die Elektronikeinheit 294 weist beispielsweise einen Schal tungsträger, ein Schaltungssubstrat, eine Leiterplatte oder dergleichen auf. An der Elektronikeinheit 294 ist bzw. sind die Erfassungseinrichtung und/oder die Sen soreinheit angeordnet.
Anders ausgedrückt ist die als Handgriff 210 ausgeformte, drehbare Außeneinheit, welche als Hohlwelle ausgeführt ist, gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbei spiel als ein Gasgriff bzw. Bedienelement für die Beschleunigung eines motorisierten Zweirads vorgesehen. Die Bedienvorrichtung 102 weist die Aktoreinheit 212 auf, die über das Getriebe 218 mit der Außeneinheit verbunden ist und somit die Haptik der drehbaren Außeneinheit variabel einstellt. Die Bedienvorrichtung 102 umfasst ferner im Inneren der Hohlwelle bzw. Außeneinheit die Sensoreinheit zur Erkennung einer an die Außeneinheit umgreifenden Hand. Ferner ist die elektrische Rückstellein heit 290, alternativ auch mechanisch z. B. mittels einer Schenkelfeder, ebenfalls mit tels des Getriebes 218 mit der Außeneinheit der Bedienvorrichtung 102 verbunden. Fig. 2E zeigt eine Teilschnittdarstellung der Bedienvorrichtung 102 aus Fig. 2D. Hier bei ist die Bedienvorrichtung 102 gemäß der Schnittlinie A-A bzw. Schnittebene A-A geschnitten dargestellt. In der Darstellung von Fig. 2E sind hierbei von der Bedien vorrichtung 102 darstellungsbedingt die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit, die Sensoreinheit 285, die Elektronikeinheit 294 und zumindest eine Lichtquelle 295 gezeigt.
Die Sensoreinheit 285, die Elektronikeinheit 294 und die zumindest eine Lichtquel le 295 sind hierbei von der als Handgriff 210 ausgeformten Außeneinheit umgeben angeordnet. Die Sensoreinheit 285 ist an der Elektronikeinheit 294 angeordnet. Hier bei weist die Sensoreinheit 285 einen mit der Elektronikeinheit 294 verbundenen Elektronikbaustein sowie eine Folie für eine Handdetektionssensorik auf. Die zumin dest eine Lichtquelle 295 ist ebenfalls an der Elektronikeinheit 294 angeordnet. Die zumindest eine Lichtquelle 295 ist beispielsweise als Leuchtdiode ausgeführt. Die zumindest eine Lichtquelle 295 ist ausgebildet, um die als Handgriff 210 ausgeformte Außeneinheit von innen heraus zu beleuchten. Gemäß dem hier dargestellten Aus führungsbeispiel sind der Elektronikbaustein der Sensoreinheit 285 und die zumin dest eine Lichtquelle 295 an voneinander abgewandten Seiten der Elektronikein heit 294 angeordnet. Die Folie der Sensoreinheit 285 ist ausgehend von dem Elekt ronikbaustein der Sensoreinheit 285 spiralförmig außen um die Elektronikeinheit 294 gewickelt.
Fig. 3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Bedienvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Darstellung der anhand von einer der Figuren 2A bis Fig. 2E beschriebenen Bedienvorrichtung handeln.
Der Handgriff 210 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgeformt. Der Handgriff 210 weist ein freies Ende auf. Ein dem freien Ende gegenüberliegen des Ende des Handgriffs 210 ist mit der Aktoreinrichtung 212 gekoppelt. Beispielhaft weist die Aktoreinrichtung 212 ein zylinderförmiges Gehäuse auf. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele ist der Handgriff 210 um seine Längsachse drehbar und zusätzlich oder alternativ entlang seiner Längsachse ver schiebbar gelagert.
Der Handgriff 210 kann beispielsweise als Gasgriff eingesetzt werden, um eine Be schleunigung eines Fahrzeugs zu steuern. Auch kann der Handgriff 210 die Funktio nalität eines Tempomaten oder Geschwindigkeitsbegrenzers ausüben. Gemäß ei nem Ausführungsbeispiel kann der Handgriff 210 zusätzlich oder alternativ zum Bremsen des Fahrzeugs oder zum Schalten einer Schaltung des Fahrzeugs einge setzt werden.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Bewegung eines Handgriffs 210 einer Bedienvor richtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von einer der vorstehend dargestellten Figuren beschriebene Bedienvorrichtung handeln. Gezeigt ist eine Drehbewegung des Handgriffs 210 in einer ersten Drehrich tung 415. Die Drehbewegung wird beispielsweise durch eine Bewegung einer Hand eines Fahrers bewirkt, von der der Handgriff 210 umschlossen ist.
Je nach Viskosität des magnetorheologischen Mediums der Aktoreinrichtung 212 wirkt eine mehr oder weniger große Feststellkraft auf den Handgriff 210. Die Fest stellkraft bremst die Drehbewegung des Handgriffs 210, hier in Bezug auf die erste Drehrichtung.
Fig. 5 zeigt eine Feststellkraftkennlinie 520 einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Auf der Abs zisse ist die Fahrzeuggeschwindigkeit und auf der Ordinate die Feststellkraft aufge tragen, die beispielsweise von der in Fig. 4 gezeigten Aktoreinrichtung auf den Handgriff ausgeübt wird und der Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung entgegenwirkt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Größe der Feststell kraft in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht ein vorbestimmter Zusammenhang zwischen der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Größe der Feststellkraft, wobei die sich die Feststellkraft mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit tendenziell erhöht. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Größe der Feststellkraft. Beispielhaft weist die Feststellkraft bei einer Ausgangsgeschwindigkeit von bei spielsweise 10km/h einen Ausgangswert von beispielsweise 0,5Nm auf und steigt ausgehend von dem Ausgangswert linear bis auf einen Endwert von beispielswei se 5Nm bei einer Endgeschwindigkeit von 200km/h an.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung zur Beschleunigung des Fahrzeugs eingesetzt. Dabei steuert die Ak toreinrichtung unter Verwendung des magnetorheologischen Mediums Kräfte in der Form, dass zu hohe Geschwindigkeiten dazu führen, dass die Kraft höher wird, die benötigt wird den Handgriff zu drehen.
Fig. 6 zeigt eine Feststellkraftkennlinie 620 einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Auf der Abs zisse ist die Fahrzeuggeschwindigkeit und auf der Ordinate die Feststellkraft aufge tragen, die beispielsweise von der in Fig. 4 gezeigten Aktoreinrichtung auf den Handgriff ausgeübt wird und der Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung entgegenwirkt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Größe der Feststell kraft in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Feststellkraft über den gezeigten Geschwindigkeitsbe reich einen konstanten Wert auf, abgesehen von einer Spitze bei einer Vorgabege schwindigkeit.
Beispielhaft weist die Feststellkraft in einem Geschwindigkeitsbereich, der beispiels weise von 10km/h bis 100km/h reicht, einen Ausgangswert von beispielswei se 0,5Nm auf. Kurz vor Erreichen der Vorgabegeschwindigkeit, die beispielsweise bei 50km/h liegt, steigt die Feststellkraft auf einen Endwert von beispielsweise 5Nm an. Nach Erreichen oder Überschreiten der Vorgabegeschwindigkeit fällt die Fest stellkraft abrupt wieder auf den Ausgangswert ab. Die Spitze der Feststellkraft, auch als Peak bezeichnet, weist beispielsweise in Bezug auf die Abszisse eine Ausdeh- nung auf, die weniger als 20% oder weniger als 10% der Vorgabegeschwindigkeit entspricht.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung zur Beschleunigung des Fahrzeugs eingesetzt, wobei der Handgriff fer ner die Funktionalität eines Tempomat oder Geschwindigkeitsbegrenzers (engl speed limiter) übernimmt. Dabei steuert die Aktoreinrichtung unter Verwendung des magnetorheologischen Mediums Kräfte in der Form, dass die Kraft sehr hoch wird, wenn eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht ist und es versucht wird, schneller zu fahren.
Fig. 7 zeigt eine Feststellkraftkennlinie 720 einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gemäß einem Ausführungsbeispiel. Auf der Abszisse ist die Motordrehzahl und auf der Ordinate die Feststellkraft aufgetragen, die beispielsweise von der in Fig. 4 gezeigten Aktoreinrichtung auf den Handgriff ausgeübt wird und der Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung entgegenwirkt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Größe der Feststellkraft in Abhängigkeit von der Mo tordrehzahl eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Feststellkraft über den gezeigten Motordrehzahlbereich einen konstanten Wert auf, abgesehen von einer Spitze bei einer Vorgabegmotordrehzahl.
Beispielhaft weist die Feststellkraft in einem Motordrehzahlbereich, der beispielswei se von 1000U/min bis 14000U/min reicht, einen Ausgangswert von beispielswei se 0,5Nm auf. Kurz vor Erreichen der Vorgabegmotordrehzahl, die beispielsweise bei 10000LJ/min liegt, steigt die Feststellkraft auf einen Endwert von beispielswei se 5Nm an. Nach Erreichen oder Überschreiten der Vorgabegmotordrehzahl fällt die Feststellkraft abrupt wieder auf den Ausgangswert ab. Die Spitze der Feststellkraft, auch als Peak bezeichnet, weist beispielsweise in Bezug auf die Abszisse eine Aus dehnung auf, die weniger als 1% der Vorgabegmotordrehzahl entspricht.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung zur Erhöhung der Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs eingesetzt, wobei der Handgriff ferner eine Kickdown-Funktionalität bereitstellt. Dabei steuert die Aktoreinrichtung unter Verwendung des magnetorheologischen Mediums Kräfte in der Form, dass über den Handgriff die Drehzahl des Motors bis zu einem bestimmten Bereich geregelt werden. Ab einer Schwelle muss ein Widerstand überschritten wer den, ab dem das volle Potenzial des Drehzahlbereiches abgefragt wird.
Fig. 8 zeigt eine Feststellkraftkennlinie 820 einer Bedienvorrichtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gemäß einem Ausführungsbeispiel. Auf der Abszisse ist die Motordrehzahl und auf der Ordinate die Feststellkraft aufgetragen, die beispielsweise von der in Fig. 4 gezeigten Aktoreinrichtung auf den Handgriff ausgeübt wird, und der Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung entgegenwirkt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Größe der Feststellkraft in Abhängigkeit von der Mo tordrehzahl eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Feststellkraft über den gezeigten Motordrehzahlbereich einen vorbestimmten wellenförmigen Ver lauf auf.
Beispielhaft weist die Feststellkraft bei einer Ausgangsmotordrehzahl von beispiels weise 1000U/min einen Ausgangswert von beispielsweise 0,5Nm auf und fällt bei einer Endotordrehzahl von beispielsweise 14000U/min wieder auf den Ausgangswert ab. Dazwischen weist die Feststellkraftkennlinie 820 mehrerer Maximas auf, die Wer te aufweisen, die zwischen dem Ausgangswert und einem Endwert von beispielswei se 5Nm liegen. Beispielhaft weist die gezeigte F eststel Ikraftken n lin ie 820 vier Maxi mas auf, von denen lediglich einer den Endwert der Feststellkraft erreicht.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Handgriffs in der ersten Drehrichtung zur Erhöhung der Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs eingesetzt, wobei der Handgriff ferner eine Launch-Control-Funktionalität bereitstellt. Diese Funktionalität besteht in einer Traktionskontrolle, durch die ein technisch optimiertes Anfahren des Fahrzeugs ermöglicht wird.
Dabei steuert die Aktoreinrichtung unter Verwendung des magnetorheologischen Mediums Kräfte in der Form, dass dem Fahrer der optimale Drehzahlbereich zum optimalen Start bereitgestellt wird und der Schlupf minimiert wird. Fig. 9 zeigt eine Darstellung einer Bewegung eines Handgriffs 210 einer Bedienvor richtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von einer der vorstehend dargestellten Figuren beschriebene Bedienvorrichtung handeln. Gezeigt ist eine Drehbewegung des Handgriffs 210 in einer zweiten Dreh richtung 915, die der in Fig. 4 gezeigten ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist. Die Drehbewegung wird beispielsweise durch eine Bewegung einer Hand eines Fahrers bewirkt, von der der Handgriff 210 umschlossen ist.
Je nach Viskosität des magnetorheologischen Mediums der Aktoreinrichtung 212 wirkt eine mehr oder weniger große Feststellkraft auf den Handgriff 210. Die Fest stellkraft bremst die Drehbewegung des Handgriffs 210, hier in Bezug auf die zweite Drehrichtung.
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiel ist die Aktoreinrichtung 212 ausgebil det, um in Bezug auf die unterschiedlichen Drehrichtungen die betragsmäßig gleiche oder unterschiedliche Feststellkräfte bereitzustellen.
Fig. 10 zeigt eine Feststellkraftkennlinie 1020 einer Bedienvorrichtung in Abhängig keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Auf der Abszisse ist die Fahrzeuggeschwindigkeit und auf der Ordinate die Feststellkraft auf- getragen, die beispielsweise von der in Fig. 9 gezeigten Aktoreinrichtung auf den Handgriff ausgeübt wird, und der Drehung des Handgriffs in der zweiten Drehrichtung entgegenwirkt. Dabei ist die Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit entlang der Abszis se abfallend dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Größe der Feststellkraft in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht ein vorbestimmter Zusammenhang zwischen der Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Größe der Feststellkraft, wobei sich die Feststellkraft bei unterschreiten einer Notbremsgeschwindigkeit verringert.
Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Feststellkraft in einem Ge schwindigkeitsbereich, der zwischen einer Endgeschwindigkeit von beispielswei se 100km/h und einer Notbremsgeschwindigkeit von beispielsweise 30km/h liegt, einen konstanten Ausgangswert von beispielsweise 2Nm auf. Bei Unterschreiten der Endgeschwindigkeit fällt die Feststellkraft, beispielsweise linear, bis auf einen End wert von beispielsweise 0,5Nm ab und bleibt anschließend bis zum Stillstand bei Okm/h auf dem Endwert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Handgriffs in der zweiten Drehrichtung zum Bremsen des Fahrzeugs eingesetzt. Dabei steuert die Aktorein richtung unter Verwendung des magnetorheologischen Mediums Kräfte in der Form, dass durch die entgegengesetzte rotatorische Bewegung eine Bremsung eingeleitet wird. Die dazu verwendete rotatorische Bewegung ist dabei entgegengesetzt zu der rotatorischen Bewegung in der ersten Drehrichtung, die beispielsweise zum Be schleunigen oder Erhöhen der Drehzahl eingesetzt wird. Dabei reagiert das System situationsspezifisch was für eine Bremsung ausgeführt wird. Bei einer Notbremsung wirken sehr geringe Kräfte. Dadurch sind für eine weitere Drehung des Handgriffs in der zweiten Drehrichtung nur geringe Kräfte zu überwinden, wodurch eine weitere Erhöhung der Bremskraftanforderung erleichtert wird.
Fig. 11 zeigt eine Darstellung einer Bewegung eines Handgriffs 210 einer Bedienvor richtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von einer der vorstehend dargestellten Figuren beschriebene Bedienvorrichtung handeln. Gezeigt ist eine Wechselbewegung 1115 des Handgriffs 210, die sich aus zwei kurzen, einander entgegengesetzten und direkt aufeinanderfolgenden Drehbe wegungen zusammensetzt. Die Wechselbewegung 1115 wird beispielsweise durch eine Bewegung einer Hand eines Fahrers bewirkt, von der der Handgriff 210 um schlossen ist.
Je nach Viskosität des magnetorheologischen Mediums der Aktoreinrichtung 212 wirkt eine mehr oder weniger große Feststellkraft auf den Handgriff 210. Die Fest stellkraft bremst die Wechselbewegung 1115 des Handgriffs 210, hier beispielsweise in Bezug auf beide Drehrichtungen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Bedienvorrichtung 102 zum Schalten eingesetzt. Die kurze rotatorische Bewegungen umfassende Wechselbewe gung 1115 führt ein Schaltsignal hoch/runter aus. Dabei werden beide rotatorischen Bewegungen in beiden Richtungen in kurzer Abfolge ausgeführt, wobei die letzte Richtung entscheiden für die Auswahl der Schaltrichtung ist.
Alternativ wird jeweils nur eine kurze rotatorische Bewegung ausgeführt, wobei die Richtung der einzelnen rotatorischen Bewegung für die Auswahl der Schaltrichtung entscheidend ist.
Fig. 12 zeigt eine Darstellung einer Bedienvorrichtung 102 gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel. Im Unterschied zu der anhand von einer der vorstehend dargestellten Figuren beschriebenen Bedienvorrichtung weist der Handgriff 210 der in Fig. 12 ge zeigten Bedienvorrichtung 102 einen ersten beweglichen Griffabschnitt 1230 und ei nen zweiten beweglichen Griffabschnitt 1232 auf. Zum Bereitstellen unabhängiger Feststellkräfte auf die beiden unabhängig voneinander bewegliche Griffabschnit te 1230, 1232 weist die Aktoreinrichtung 212 einen ersten Aktor 1234 und einen zweiten Aktor 1236 auf.
Der erste Aktor 1234 weist ein erstes magnetorheologisches Medium auf und ist ausgebildet ist, um eine von einer Viskosität des ersten magnetorheologischen Medi ums abhängige erste Feststellkraft auf den ersten Griffabschnitt 1230 auszuüben. Dazu ist der erste Aktor 1234 beispielsweise über eine erste Welle 1240 mit dem ers ten Griffabschnitt 1230 gekoppelt. Der zweite Aktor 1236 weist ein zweites magne torheologisches Medium auf und ist ausgebildet ist, um eine von einer Viskosität des zweiten magnetorheologischen Mediums abhängige zweite Feststellkraft auf den zweiten Griffabschnitt 1232 auszuüben. Dazu ist der zweite Aktor 1236 beispielswei se über eine zweite Welle 1242 mit dem zweiten Griffabschnitt 1232 gekoppelt.
Beispielsweise kann der erste Griffabschnitt 1230 ausgeformt sein, um von einem Daumen einer Hand eines Fahrers bedient zu verwenden. Der zweite Griffab- schnitt 1232 kann dagegen ausgeformt sein, um von der Hand des Fahrers bedient zu werden. Somit kann der zweite Griffabschnitt 1232 länger, beispielsweise mehr als viermal so lang, als der erste Griffabschnitt 1230 ausgeführt sein. Der erste Griff abschnitt 1230 ist dabei zwischen der die Aktoreinrichtung 212 und dem zweiten Griffabschnitt 1232 angeordnet. Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktoreinrichtung 212 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Aktoreinrichtung 212 kann im Zusammenhang mit einer Bedienvorrichtung eingesetzt werden, wie sie in einer der vorstehend beschriebenen Figuren gezeigt ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Aktoreinrichtung 212 optional eine Einstelleinrichtung 1350. Die Einstelleinrichtung 1350 ist ausgebildet, um ein Einstell signal 1352 bereitzustellen, über das die Viskosität des von einem Aktor der Ak toreinrichtung 212 verwendeten magnetorheologischen Mediums 1354 eingestellt werden kann. Beispielsweise wird das Einstellsignal 1352 an eine Schnittstelle zu einem Elektromagneten 1356 der Aktoreinrichtung 212 bereitgestellt und ist geeig net, um eine Größe des von dem Elektromagneten 1356 erzeugten und auf das magnetorheologische Medium 1354 wirkenden Magnetfelds 1358 einzustellen.
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiel ist die Einstelleinrichtung 1350 ausge bildet, um das Einstellsignal 1352 unter Verwendung von Daten zu bestimmen, die sich auf einen Zustand des Fahrzeugs beziehen, das über die Bedienvorrichtung ge steuert wird. Solche Daten können beispielsweise von einer geeigneten Sensorik oder einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Beispielsweise ist die Einstelleinrichtung 1350 ausgebildet ist, um das Einstellsignal 1352 unter Verwen dung eines eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigenden Geschwindigkeit signals 1360 und zusätzlich oder alternativ unter Verwendung eines eine Vorgabe geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigenden Vorgabegeschwindigkeitsignals 1362 und zusätzlich oder alternativ unter Verwendung eines eine Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs anzeigenden Drehzahlsignals 1364 und zusätzlich oder alternativ un ter Verwendung eines eine Vorgabedrehzahl eines Motors des Fahrzeugs anzeigen den Vorgabedrehzahlsignals 1366 bereitzustellen.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Einstellsignal 1352 direkt an die Aktoreinrichtung 212 bereitgestellt, beispielsweise von einem Steuergerät des Fahrzeugs. In diesem Fall ist kann die Aktoreinrichtung 212 ohne Einstelleinrich tung 1350 ausgeführt sein. Auch kann die Funktionalität der Einstelleinrichtung 1350 entfernt von einem Gehäuse der Aktoreinrichtung 212 angeordnet sein, beispielswei se in einem Steuergerät des Fahrzeugs.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Aktoreinrichtung 212 zusätzlich oder alternativ eine optionale Erfassungseinrichtung 270. Die Erfassungseinrichtung 270 ist ausgebildet, um eine Bewegung des Handgriffs zu erfassen und unter Verwen dung einer die Bewegung des Handgriffs charakterisierenden Größe ein Steuersignal zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs bereitzustellen. Die Erfassungseinrich tung 270 weist beispielsweise eine geeignete Sensorik auf, über die eine Richtung der Bewegung des Handgriffs und zusätzlich oder alternativ eine Geschwindigkeit der Bewegung und zusätzlich oder alternativ einen zeitlichen und/oder räumlichen Verlauf der Bewegung als die charakterisierenden Größe zu erfassen. Beispielsweise ist die Erfassungseinrichtung 270 ausgebildet, um ein Motorsteuersignal 1372 zum Steuern einer Motorleistung eines Motors des Fahrzeugs und zusätzlich oder alterna tiv ein Drehzahlsteuersignal 1374 zum Steuern einer Drehzahl des Motors des Fahr zeugs und zusätzlich oder alternativ ein Geschwindigkeitssteuersignal 1376 zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ ein Be schleunigungssteuersignal 1378 zum Steuern einer Beschleunigung des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ ein Schaltsteuersignal 1380 zum Steuern eines Getrie bes des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ ein Bremssteuersignal 1382 zum Steuern einer Betriebsbremse des Fahrzeugs bereitzustellen.
Fig. 14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbei spiel. Das Verfahren wird beispielsweise zum Betreiben eines eine Betriebsvorrich tung aufweisenden Fahrzeugs verwendet, wie es beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist.
In einem Schritt 1401 wird eine Viskosität des magnetorheologischen Mediums der Aktoreinrichtung der Bedienvorrichtung des Fahrzeugs eingestellt, beispielsweise durch Einstellen eines geeigneten Magnetfelds. In einem Schritt 1403 wird eine cha rakterisierende Größe erfasst, die eine Bewegung der Außeneinheit der Bedienvor richtung charakterisiert. Die charakterisierende Größe wird in einem Schritt 1405 verwendet, um ein Steuersignal zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs zu be stimmen. In einem weiteren Schritt 1407 des Erfassens wird eine Abwesenheit einer Hand ei nes Nutzers der Bedienvorrichtung an der Außeneinheit erfasst, um ein die Abwe senheit anzeigendes Handsignal bereitzustellen. Abhängig von dem Handsignal wird in einem Schritt 1409 des Beeinflussens das Steuersignal beeinflusst, beispielsweise auf einen Wert gebracht, der einem unbetätigten Zustand der Bedienvorrichtung ent spricht bzw. denselben repräsentiert.
Durch Ausführen des weiteren Schrittes 1407 des Erfassens und des Schrittes 1409 des Beeinflussens wird eine automatische Rückstellung dahingehend ermöglicht, dass das Steuersignal einen Wert annimmt, der einem unbetätigten Zustand der Be dienvorrichtung entspricht. Nimmt der Nutzer, beispielsweise ein Fahrer des Fahr zeugs, die Hand von der Bedienvorrichtung, genauer gesagt von der Außeneinheit, wird dies direkt im weiteren Schritt 1407 des Erfassens bzw. von der Sensoreinheit erfasst und wird im Schritt 1409 des Beeinflussens das Steuersignal entsprechend beeinflusst, beispielsweise wird die Bedienvorrichtung mittels der Rückstelleinheit wieder zurück in die Ursprungsposition (Beschleunigung = 0) gebracht oder wird bei Bedienvorrichtungen mit symmetrischem Design in Drehachse z. B. eine Beschleuni gung direkt über das Steuersignal beeinflusst.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ers ten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezuqszeichen Fahrzeug Bedienvorrichtung Antriebsmotor Betriebsbremse Handgriff bzw. Außeneinheit Aktoreinrichtung Aktorhalterung Aktorsteuereinheit Welle Getriebe bzw. Zahnräder Erfassungseinrichtung Steuersignal Sensoreinheit Handsignal Rückstelleinheit Träger Elektronikeinheit Lichtquelle erste Drehrichtung Feststellkraftkennlinie Feststellkraftkennlinie Feststellkraftkennlinie Feststellkraftkennlinie zweite Drehrichtung 1020 Feststellkraftkennlinie
1115 Wechselrichtung
1230 erster Griffabschnitt
1232 zweiter Griffabschnitt
1234 erster Aktor
1236 zweiter Aktor
1240 erste Welle
1242 zweite Welle
1350 Einstelleinrichtung
1352 Einstellsignal
1354 magnetorheologisches Medium
1356 Elektromagnet
1358 Magnetfeld
1360 Geschwindigkeitsignal
1362 Vorgabegeschwindigkeitsignal
1364 Drehzahlsignal
1366 Vorgabedrehzahlsignal
1372 Motorsteuersignal
1374 Drehzahlsteuersignal
1376 Geschwindigkeitssteuersignal
1378 Beschleunigungssteuersignal
1380 Schaltsteuersignal
1382 Bremssteuersignal
1401 Schritt des Einstellens
1403 Schritt des Erfassens
1405 Schritt des Bestimmens
1407 weiterer Schritt des Erfassens
1409 Schritt des Beeinflussens

Claims

Patentansprüche
1. Bedienvorrichtung (102) für ein Fahrzeug (100), mit folgenden Merkmalen: einer von einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung (102) drehbaren Außen einheit (210); einer Erfassungseinrichtung (270), die ausgebildet ist, um eine Bewegung der Au ßeneinheit (210) zu erfassen und unter Verwendung einer die Bewegung charakteri sierenden Größe ein Steuersignal (271 , 1372, 1374, 1376, 1378, 1380, 1382) zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs (100) bereitzustellen; einer ein magnetorheologisches Medium (1354) umfassenden Aktoreinrichtung (212), die mit der Außeneinheit (210) koppelbar oder gekoppelt und ausgebildet ist, um eine von einer Viskosität des magnetorheologischen Mediums (1354) abhängige Feststellkraft auf die Außeneinheit (210) auszuüben; einer Sensoreinheit (285), die in der Außeneinheit (210) angeordnet und ausgebildet ist, um ein eine Abwesenheit einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung (102) an der Außeneinheit (210) anzeigendes Handsignal (288) bereitzustellen; und einer Beeinflussungseinrichtung (270; 290) zum Beeinflussen des Steuersignals (271 , 1372, 1374, 1376, 1378, 1380, 1382) abhängig von dem Handsignal (288).
2. Bedienvorrichtung (102) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung eine Rückstelleinheit (290) zum Rückstellen der Außen einheit (210) in eine Ruhestellung aufweist.
3. Bedienvorrichtung (102) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinheit (290) ausgebildet ist, um die Außeneinheit (210) mechanisch und/oder elektrisch in die Ruhestellung rückzustellen, und/oder mittels eines Getrie bes (218) mit der Außeneinheit (210) verbunden ist.
4. Bedienvorrichtung (102) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung die Erfassungseinrichtung (270) ist, wobei die Erfas sungseinrichtung (270) ausgebildet ist, abhängig von dem Handsignal (288) ein eine Ruhestellung der Außeneinheit (210) repräsentierendes Steuersignal
(271, 1372, 1374, 1376, 1378, 1380, 1382) bereitzustellen.
5. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (102) zumindest eine Lichtquelle (295) zum Beleuchten der Außeneinheit (210) von innen heraus aufweist.
6. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoreinrichtung (212) ausgebildet ist, um die Viskosität des magnetorheologischen Mediums (1354) unter Verwendung eines Einstellsignals (1352) einzustellen, um eine Größe der Feststellkraft einzustellen.
7. Bedienvorrichtung (102) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (102) eine Einstelleinrichtung (1350) aufweist, die ausgebildet ist, um das Einstellsignal (1352) unter Verwendung eines eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) anzeigenden Geschwindigkeitsignals (1360) und/oder eines eine Vorgabegeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) anzeigenden Vorgabegeschwindig keitsignals (1362) und/oder eines eine Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs (100) anzeigenden Drehzahlsignals (1364) und/oder eines eine Vorgabedrehzahl eines Motors des Fahrzeugs (100) anzeigenden Vorgabedrehzahlsignals (1366) bereitzu stellen.
8. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außeneinheit (210) in einer ersten Drehrichtung (415) be weglich ist und die Aktoreinrichtung (212) ausgebildet ist, um die Feststellkraft zum Bremsen einer Drehbewegung der Außeneinheit (210) in der ersten Drehrichtung (415) auf die Außeneinheit (210) auszuüben, und/oder, dass die Außeneinheit (210) in einer der ersten Drehrichtung (415) entgegengesetzten zweiten Drehrichtung (915) beweglich ist und die Aktoreinrichtung (212) ausgebildet ist, um die Feststellkraft zum Bremsen einer Drehbewegung der Außeneinheit (210) in der zweiten Drehrichtung (915) auf die Außeneinheit (210) auszuüben.
9. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (270) ausgebildet ist, um eine Rich tung (415; 915) der Bewegung und/oder eine Geschwindigkeit der Bewegung und/oder einen zeitlichen Verlauf der Bewegung als die charakterisierenden Größe zu erfassen.
10. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (270) ausgebildet ist, um das Steuersignal (271 , 1372, 1374, 1376, 1378, 1380, 1382) zum Steuern einer Mo torleistung eines Motors des Fahrzeugs (100) und/oder zum Steuern einer Drehzahl eines Motors des Fahrzeugs (100) und/oder zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) und/oder zum Steuern einer Beschleunigung des Fahrzeugs (100) und/oder zum Steuern eines Getriebes des Fahrzeugs (100) und/oder zum Steuern einer Betriebsbremse des Fahrzeugs (100) bereitzustellen.
11. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoreinrichtung (212) ausgebildet ist, um die Au ßeneinheit (210) beweglich zu lagern.
12. Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außeneinheit (210) einen Handgriff mit einen ers ten beweglichen Griffabschnitt (1230) und einen zweiten beweglichen Griffabschnitt (1232) aufweist, und die Aktoreinrichtung (212) einen ein erstes magnetorheologi- sches Medium aufweisenden ersten Aktor (1234) und einen ein zweites magnetorhe- ologisches Medium aufweisenden zweiten Aktor (1236) aufweist, wobei der erste Aktor (1234) mit dem ersten Griffabschnitt (1230) gekoppelt und ausgebildet ist, um eine von einer Viskosität des ersten magnetorheologischen Mediums abhängige ers te Feststellkraft auf den ersten Griffabschnitt (1230) auszuüben, und wobei der zwei te Aktor (1236) mit dem zweiten Griffabschnitt (1232) gekoppelt und ausgebildet ist, um eine von einer Viskosität des zweiten magnetorheologischen Mediums abhängige zweite Feststellkraft auf den zweiten Griffabschnitt (1232) auszuüben.
13. Fahrzeug (100), insbesondere motorisiertes Zweirad, mit einer Bedienvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche.
14. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (100) gemäß Anspruch 13, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Einstellen (1401) einer Viskosität des magnetorheologischen Mediums (1354) der Aktoreinrichtung (212) der Bedienvorrichtung (102) des Fahrzeugs (100);
Erfassen (1403) einer eine Bewegung der Außeneinheit (210) der Bedienvorrichtung (102) charakterisierenden Größe; und
Bestimmen (1405) eines Steuersignals (271 , 1372, 1374, 1376, 1378, 1380, 1382) zum Steuern einer Funktion des Fahrzeugs (100) unter Verwendung der charakteri sierenden Größe.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erfassen (1407) einer Abwesenheit einer Hand eines Nutzers der Bedienvorrichtung (102) an der Außeneinheit (210), um ein die Abwesenheit anzeigendes Handsignal (288) bereitzustellen; und
Beeinflussen (1409) des Steuersignals (271 , 1372, 1374, 1376, 1378, 1380, 1382) abhängig von dem Handsignal (288).
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