Pedaf mit einem auf das Pedal wirkenden Aktor zur Erzeugung eines haptischen Signals sowie Verfahren zum Betneb eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Pedal

Die Erfindung betrifft ein Pedal mit einem auf das pedalwirkenden Aktor zur Erzeugung eines haptischen Signais sowie ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Pedal gemäß der Oberbegriffe der jeweiligen unabhängigen Ansprüche,

Moderne Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Pedalen ausgestattet, weiche einen Aktor aufweisen, um am Pedal an den Fahrer ein haptische Signal, beispielsweise in Form von Vibrationen oder Impulsen oder Impulsfolgen oder aber bei entsprechend starkem und gesteuerten Aktor in Form der Aufbringung einer definierten zusätzlichen Rückstellkraft, so genannte Force-Feedback-Pedale, eingesetzt. Dabei können Fahrzeugdaten, wie beispielsweise die Geschwindigkeit, die Motor- und/oder Rad- Drehzahl und die auf das Fahrzeug einwirkenden Beschleunigungskräfte als auch die Pedalstellung berücksichtigt werden, um den Fahrer beispielsweise zu einer spritzsparenden, motorschonenden als auch vorausschauend sicheren Fahrweise zu animieren, geeignete Schaltzeitpunkte oder Gaspedalstellungen anzeigen.

Gerade bei Hybridfahrzeugen werden solche Pedale zu dem für die Signalisierung und gezielte Führung des Fahrers hinsichtlich des Wechseis des Betriebs zwischen Elektroantrieb und Zuschaitung eines zusätzlichen Verbrennungsantriebs genutzt. Darüber hinaus ist bereits bekannt, auch weiterführende Daten über die Verkehrssituation beispielsweise über Fahrerassistenzsysteme im Kraftfahrzeug oder aber Fahrzeug externe Quellen, wie beispielsweise andere Kraftfahrzeuge, Verkehrsleitsysteme oder dergleichen zu erhalten und auch diese zusätzlichen Daten mit zu verarbeiten, um zu entscheiden, ob und welche Form haptischer Rückmeldung an den Fahrer erforderlich bzw. erwünscht ist. Diese sogenannten Force-Feedback-Pedale sind für den Endkunden sehr teuer und müssen bisher im Fahrzeug bei Erstausstattung bereits montiert sein und können nicht nachgerüstet werden. Neben dem Gaspedal werden teils auch Bremspedale für die haptische Signaigebung eingesetzt. Darüber hinaus sind bereits Anwendungen für Smartphones und vergleichbare am Körper tragbare Signalgeber und Auswerteeinheiten bekannt, welche drahtlos über Funk Fahrzeug- oder Verkehrssignale erhalten, auswerten und über den tragbaren Signalgeber ein haptische Signal an den Fahrer geben, Nachteil dieser Anwendungen ist jedoch, dass bei fehlendem Körperkontakt die Wahrnehmung des haptischen Signals an den Fahrer eventuell unterbrochen ist und so ein erhebliches Sicherheitsrisiko besteht, insbesondere wenn der Fahrer sich an die Verfügbarkeit der haptischen Signalisierung erst einmal gewöhnt hat.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Sicherheit im Straßenverkehr weifer zu erhöhen und ein Pedal sowie entsprechende Verfahren vorzustellen, um auch bereits ausgelieferte Serienfahrzeuge ohne fertigungsseitig integriertes Pedal mit hapfischer Rückkopplung entsprechend nachrüsten zu können. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass das Pedal mit einem entsprechenden Aktor insgesamt oder zumindest der Aktor über entsprechende Befestigungsmittel nachrüstbar realisiert werden und über einen drahtlosen Signalempfänger angesteuert werden. Je nachdem, ob zudem eine Auswerteeinheit für den Aktor mit an der Schnittstelle oder dem Aktor nachgerüstet oder als ein mobiles Datenverarbeitungsgerät vorhanden ist, ergeben sich unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich der erforderlichen Ausstattung und Betriebsweise.

Ist nämlich ein mobiles Datenverarbeitungsgerät mit zumindest einer Schnittsteile, beispielsweise Wi-Fi, NFC oder Bluetooth, zum Senden und Empfangen von Signalen vorgesehen, erhält dieses Datenverarbeitungsgerät drahtlos vom Kraftfahrzeug oder anderen Datenquellen Signale über Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten. Das mobile Dafenverarbeitungsgerät ist mit einer Auswerteeinheit oder Auswertealgorithmus zur Auswertung dieser Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten versehen und entscheidet daraus automatisch über die Erzeugung des haptischen Signals, das heißt sowohl das Erfordernis als auch gegebenenfalls die Art der Signalisierung. insoweit stimmt dies gegebenenfalls noch mit den eingangs bereits beschriebenen Anwendungen überein. Statt jedoch sich auf die unsichere haptische Signalisierung durch ein solches Gerät selbst zu verlassen, sendet nun das Datenverarbeitungsgerät ein entsprechendes Signal drahtlos an den Signaiempfänger zur Erzeugung des haptischen Signais am Pedal. Das Pedal als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine ist im Kraftfahrzeugbereich sicherheitstechnisch als auch haftungsseitig klar definiert und die Verantwortung des Fahrers hier auch gerade bei autonomer und Teil autonomer Fahrweise klar geregelt.

Darüber hinaus ist denkbar, den nachrüstbaren Aktor bzw. das nachrüstbare Pedal selbst mit einer Auswerteeinheit vorzusehen, welche aus den drahtlos empfangenen Signalen über Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten selbsttätig automatisch über die Erzeugung des haptischen Signais entscheidet, so dass ein zwischengeschaltetes dieses Datenverarbeitungsgerät entfallen kann oder ausschließlich als Empfänger für bestimmte Daten, beispielsweise gerade Verkehrsdafen dient, die Auswertung der Signale aber eben in der Auswerteeinheit am Pedal selbst erfolgt.

Wesentliche Fahrzeugdaten können dabei vorzugsweise unter Verwendung einer an sich bei Fahrzeugen ja bereits vorhandenen On-Board-Diagnose-Schnittsteile am Fahrzeugbordnetz abgegriffen und mitteis eines drahtlosen Signaiübertragers zumindest die für die Auswertung und haptische Signalgebung erforderlichen Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten bereitgestellt werden.

Ais eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit bereits an der Schnittsfelle zum Fahrzeugbordnetz vorgesehen und überträgt der drahtlosen Signalübertrager vorzugsweise nicht mehr die Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten, sondern entscheidet die Auswerteeinheit bereits an der Schnittstelle über das Erfordernis einer haptischen Signalgebung und wird ausschließlich ein entsprechendes Ansteuersignal noch an den Signaiempfänger des Aktors gesendet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren noch näher erläutert.

Fig. 1 1. Ausführungsbeispiel

Fig. 2 2. Ausführungsbeispiel

Die Figur 1 zeigt in einem 1 . Ausführungsbeispiel die bevorzugte Verwendung einer On- Board-Diagnose-Schnittsteile am Kraftfahrzeugbus 1 1 , bei welcher mittels eines drahtlosen Signalübertragers (1 ), eines sogenannten und an sich bekannten ODB- Dongles, zumindest der für die Auswertung erforderlichen Fahrzeug- und/oder Verkehrsdafen vom Kraftfahrzeugbus 1 1 erfasst und drahtlos übertragen werden. Vorzugsweise werden dabei aber nur genau die erforderlichen und keineswegs alle über die Schnittstelle an sich ja verfügbaren Daten übertragen, die Daten also selektiert und so eine entsprechend angepasste Schnittsteiieneinheit 1 vorgesehen.

Das Pedal 3 weist einen auf das Pedal wirkenden Aktor (33) zur Erzeugung eines haptischen Signals auf, wobei für die Erfindung unerheblich ist, ob es sich dabei um einen sogenannten Ticker, also einen Aktor mit geringer Kraftleistung und ausschließlicher Signalisierung handelt oder einen sogenannten Force Feedback Aktor mit stärkerer Kraftleistung und einer steuerbaren Rückstellkraft.

In Figur 1 ist dabei zudem die Variante dargestellt, bei weicher der Aktor (33) Befestigungsmittel 34 aufweist, mit weichen der Aktor (33) nachträglich an ein bereits im Fahrzeug verbautes Pedal befestigbar ist. Zudem ist für den Aktor natürlich ein erfindungsgemäßer drahtloser Signalempfänger (36) vorgesehen.

In diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist darüber hinaus ein mobiles Datenverarbeitungsgerät (2) mit zumindest einer Schnittstelle zum Senden und Empfangen von Signalen vorgesehen und erhält dieses Datenverarbeitungsgerät (2) drahtlos vom Kraftfahrzeug oder anderen Datenquellen (4) Signale über Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten. Ais andere Datenquellen 4 kommen dabei Daten von anderen Fahrzeugen oder auf Verkehrsleitsystemen oder sonstigen Car-To-X Systemen in Betracht.

Das mobile Datenverarbeitungsgerät (2) ist dabei in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Auswerteeinheit oder Auswertealgorithmus zur Auswertung dieser Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten versehen und entscheidet daraus automatisch über die Erzeugung des haptischen Signals und sendet ein entsprechendes Signal drahtlos an den Signalempfänger (38) des Aktors (33) zur Erzeugung des haptischen Signals am Pedal. Daraufhin wird der Aktor 33 gegebenenfalls ein entsprechendes haptisches Signal an den Pedalarm 31 und damit an den Fahrerfuß weitergeben.

Figur 2 zeigt nun demgegenüber ein alternatives, 2. Ausführungsbeispiel, bei weichem das Pedal (3) insgesamt als Austauschpedal mit einem Befestigungsmittel (35) zum Einsetzen des Pedals mit dem Aktor (33) in einem Fahrzeug ausgestaltet ist.

Ein solches nachrüstbare Pedal kann wie auch der nachrüstbare Aktor gemäß Figur 1 für ein bereits eingebautes Pedal kann als Aftermarket-Lösung über eine drahtlose Datenübertragungs-Schnittstelle Schnittstelle, wie beispielsweise Bluetooth oder Wi-Fi die entsprechenden Signale und Daten erhalten, um ein direktes Feedback an den Fahrer über das Pedal zu ermöglichen, wie dies ansonsten nur bei serienmäßig damit ausgestatteten Fahrzeugen möglich ist.

Zudem zeigt Figur 2 noch eine weitere Alternative hinsichtlich des Verfahrens, da bei dieser Ausgestaltung keine mobile Datenverarbeitungseinheit erforderlich ist, sondern in diesem Ausführungsbeispiel am Pedal 3 neben dem Signalempfänger 38 auch die Auswerteeinheit 37 angeordnet ist und dort lokal vor Ort am Pedal die Auswertung der Signale und Entscheidung über das Erfordernis und die Art des haptischen Signals erfolgt.

Ein weiteres, 3., jedoch in den Figuren nicht näher gezeigt des Ausführungsbeispiel besteht zudem darin, dass die Auswerteeinheit 37 bereits unmittelbar an bzw. in die Schnittstelleneinheit (1 ) integriert ist, welche aus den Signalen über Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten über die Erzeugung des haptischen Signals entscheidet und über den Signalübertrager drahtlos ein entsprechendes Signal an einen Signalempfänger (38) eines Aktors (33) sendet.

Über einen sogenannten ÖBD-Dongie können generell über die an sich genormte OBD- Schnittstelle wesentliche erforderliche Daten bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist dieser aber so weitergebildet, dass dieser entweder nur ausschließlich diejenigen Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten überträgt, welche für die späteren Auswerteeinheiten für die Bewertung des Erfordernisse eines haptischen Signals erforderlich sind, d.h. hier selektiv wirkt, oder eben sogar so weit geht, dass die Auswerteeinheit integriert und daher keine Fahrzeug- und/oder Verkehrsdaten sondern nur noch direkt an Steuersignale für den Aktor übertragen werden.