DE202004004454U1 - Motor vehicle accelerator pedal with a linear torque motor is configured so that the linear torque motor is formed between the moving pedal and its base plate and also acts as a linear displacement encoder - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrpedalvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen mit einem Fahrpedalmodul, bei dem ein Fahrpedalelement und ein Grundplattenelement in wenigstens einem Drehpunkt relativ zueinander bewegbar sind, und einen Lineartorquemotor hierfür.The The invention relates to an accelerator pedal device for vehicles, in particular for passenger cars with an accelerator pedal module, in which an accelerator pedal element and a base plate element are movable relative to each other in at least one pivot point, and a linear torque motor for this.
Eine Fahrpedalvorrichtung für Fahrzeuge ist aus der DE 100 31 097 C1 bekannt bei dem sich ein Pedalelement gegenüber einer Grundplatte bewegt. Das Pedalelement setzt sich aus einem Fahrpedalelement und einem Pedalhebelelement zusammen, die in einem Fahrpedaldrehpunkt drehbar verbunden sind. Im Lagerzentrum ist ein Drehwinkelsensor ist, angeordnet. Nachteilig ist, dass der Drehwinkel in ein lineares Signal umgewandelt werden muss. Aufgrund der Art der Erzeugung sind Begradigungseinrichtungen erforderlich, die das Signal linearisieren müssen.A Accelerator pedal device for Vehicles is known from DE 100 31 097 C1 in which a pedal element across from a base plate moves. The pedal element consists of a Accelerator pedal element and a pedal lever element together, in a Accelerator pedal are rotatably connected. In the warehouse center is a Angle of rotation sensor is arranged. The disadvantage is that the angle of rotation must be converted into a linear signal. Due to the Art The production requires straightening devices that support the Need to linearize signal.
Aus der DE 100 33 295 A1 sind Fahrpedalvorrichtungen bekannt, bei denen unterschiedlich ausgebildete Federpakete in Zusammenarbeit mit Reibungsflächen lediglich das Betätigungsverhalten beeinflussen.Out DE 100 33 295 A1 accelerator pedal devices are known in which differently designed spring packages in cooperation with friction surfaces only affect the actuation behavior.
In der DE 100 33 297 A1 sind Fahrpedalvorrichtungen für Fahrzeuge beschrieben, bei denen Fahrpedal- und Grundelement mit Hilfe unterschiedlich ausgebildeter Flachfedern in ihre Grundstellung zurück gestellt werden. Ein loses Ende der Federn wird lediglich zur Beeinflussung des Betätigungsverhaltens des Fahrpedalelements eingesetzt.In DE 100 33 297 A1 are accelerator pedal devices for vehicles described in which accelerator pedal and primitive with the help of different trained flat springs returned to their normal position become. A loose end of the springs is only to influence the actuation behavior used the accelerator pedal element.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, das Betätigungsverhalten, insbesondere das Bewegungsverhalten des Fahrpedalelements der bekannten Fahrpedalvorrichtungen zu verbessern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
- – dass eine lineare Weggebereinheit vorgesehen ist, bei der zwei Segmente relativ zueinander bewegbar sind,
- – wobei das eine Segment am Fahrpedalelement und das andere Segment am Grundplattenelement angeordnet ist und
- – wobei wenigstens eines der Segmente teilkreisförmig ausgebildet ist,
- – wobei in dem einen Segment als bewegliches Teil ein Torquemotorschiebeteil mit mehreren hintereinanderliegenden Permanentmagneten und in dem anderen Segment als stationäres Teil ein Torquemotorstatorteil mit mehreren hintereinanderliegenden Feldwicklungen angeordnet ist,
- – und wobei in dem einen Segment die Permanentmagneten eines Torquemotorschiebeteils und ein Resonanzschaltkreis mit wenigstens einer Kapazität und wenigstens einer Induktivität eines Sensors und
- – in dem anderen Segment die Feldwicklungen eines Torquemotorstatorteils und wenigstens drei Spulen eines Spulenschaltkreises des Sensors angeordnet sind.
- That a linear encoder unit is provided, in which two segments are movable relative to one another,
- - Wherein one segment is arranged on the accelerator pedal element and the other segment on the base plate element and
- - Wherein at least one of the segments is formed part-circular,
- Wherein a torque motor sliding part with a plurality of successive permanent magnets and in the other segment a stationary motor stator part with a plurality of successive field windings is arranged in the one segment as a movable part as a stationary part,
- - And wherein in the one segment, the permanent magnets of a Torquemotorschiebeteils and a resonant circuit having at least one capacitance and at least one inductance of a sensor and
- - In the other segment, the field windings of Torominotorstatorteils and at least three coils of a coil circuit of the sensor are arranged.
Die hiermit erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass jede Bewegung des Fahrpedalelements gegenüber dem Grundplattenelement in eine lineare Bewegung umgesetzt wird. Hierdurch ist ein Einsatz dieser linearen Weggebereinheit für unterschiedlichste Antriebs- und Signalaufnahmeeinrichtungen möglich. Drehmotoreinheiten, die in ihrem Aufbau mitunter aufwendig seien können, können durch eine im Aufbau einfachere und robustere lineare Motoreinheit ersetzt werden, mit der die Bewegung des Fahrpedalelements genauer zu beeinflussen ist. Mit einem Lineartorquemotor lässt sich das Betätigungsverhalten des Gaspedals dosiert und kultiviert beeinflussen.The Hereby obtained advantages are in particular that each Movement of the accelerator pedal element relative to the base plate element is converted into a linear movement. This is an assignment this linear encoder unit for a wide variety of drive and signal recording facilities possible. Rotating motor units which can sometimes be complex in their structure, can be simpler in construction and more robust linear motor unit can be replaced with the movement the accelerator pedal element is to be influenced more accurately. With a linear style motor let yourself the actuation behavior the accelerator pedal dosed and cultivated affect.
In das eine Segment als bewegliches Teil ist ein Torquemotorschiebeteil mit mehreren hintereinanderliegenden Permanentmagneten und in das andere Segment als stationäres Teil ein Torquemotorstatorteil mit mehreren hintereinanderliegenden Feldwicklungen integriert.In one segment as a moving part is a torque motor sliding part with several consecutive permanent magnets and in the other segment than stationary Part of a Torquemotorstatorteil with several consecutive Integrated field windings.
Besonders vorteilhaft ist es, daß in dem einen Segment die Permanentmagneten des Torquemotorschiebeteils und ein Resonanzschaltkreis mit wenigstens einer Kapazität und wenigstens einer Induktivität eines Sensors und in dem anderen Segment die Feldwicklungen des Torquemotorstatorteils und wenigstens drei Spulen eines Spulenschaltkreises eines Sensors angeordnet werden können. Der Sensor erlaubt eine korrekte Erfassung und Steuerung des Torquemotors.Especially it is advantageous that in one segment, the permanent magnets of the torque motor sliding part and a resonance circuit having at least one capacitance and at least an inductance a sensor and in the other segment the field windings of Torquemotorstatorteils and at least three coils of a coil circuit a sensor can be arranged. The sensor allows one correct detection and control of the torque motor.
Es ist auch möglich, jeweils zwei Segmente am Fahrpedal- und am Grundplattenelement anzuordnen. In diese können getrennt die aktiven Teile des Sensors, wie Resonanz-Spulenschaltkreis und des Torquemotors, wie Feldwicklungen und Permanentmagnete untergebracht werden. Damit stehen Sensor und Motor räumlich getrennt voneinander zur Verfügung.It is possible, too, to arrange two segments on the accelerator pedal and the base plate element. In this can disconnects the active parts of the sensor, such as resonant coil circuit and the torque motor, such as field windings and permanent magnets housed become. The sensor and motor are spatially separated from each other to disposal.
Sowohl der Lineartorquemotor als auch der Linearsensor erhöhen die Bedienungsqualität in hervorragenden Maße.Either the linear torque motor as well as the linear sensor increase the Service Level in excellent dimensions.
Gelöst wird die Aufgabe ebenfalls durch einen Lineartorquemotor, insbesondere für Fahrpedalmodule, bei denen ein Fahrpedalelement und ein Grundplattenelement in wenigstens einem Drehpunkt relativ zueinander bewegt werden können,
- – wobei in einem Segment, das mit dem Fahrpedalelement verbunden ist, mehrere hintereinanderliegende Permanentmagneten eines Torquemotorschiebeteil angeordnet sind,
- – wobei in einen anderen Segment, das mit dem Grundplattenelement verbunden ist, mehrere hintereinanderliegende Feldwicklungen eines Torquemotorstatorteils integriert sind und
- – wobei das eine Segment ein teilkreisförmiges Stößelsegment und das andere Segment ein teilkreisförmiges Scheidenelement ist.
- Wherein a plurality of successive permanent magnets of a torque motor sliding part are arranged in a segment which is connected to the accelerator pedal element,
- - In which another segment, which is connected to the base plate element, a plurality of successive field windings of Torominotorstatorteils are integrated and
- - Wherein one segment is a part-circular ram segment and the other segment is a part-circular scabbard element.
Hierbei können das Stößel- und das Scheidenelement aus Kunststoff geformt werden. Die aktiven Teile des Linearmotors und/oder des Linearsensors werden so gegen äußere Einflüsse geschützt.in this connection can the pestle and the sheath element are molded from plastic. The active parts of the linear motor and / or the linear sensor are thus protected against external influences.
Die Rückholeinheit des Fahrpedalmoduls kann unterschiedlich ausgebildet werden.The retrieving unit the accelerator pedal module can be designed differently.
Bei einer Magnetfeder können sich jeweils ein Dauermagnetelement gleichgepolt im Fahrpedal- und dem Grundplattenelement gegenüber liegen. Der Einsatz einer Magnetfeder ermöglicht eine Beeinflussung der Betätigungscharakteristik des Fahrpedals. Vor allem aber ist sie wartungs- und verschleißfrei.at a magnetic spring can each a permanent magnet element Gleichgepolt in accelerator pedal and the base plate element opposite lie. The use of a magnetic spring allows influencing the operating characteristic of the accelerator pedal. Above all, it is maintenance and wear-free.
Das eine in das Fahrpedalelement eingeformte Dauermagnetelement kann mit seinem Nordpol dem Nordpol des in das Grundplattenelement eingeformten Dauermagnetelementen gegenüberliegend angeordnet werden.The a molded into the accelerator pedal element permanent magnet element can with its north pole the north pole of the molded into the base plate element Opposite permanent magnet elements to be ordered.
Das eine in das Fahrpedalelement eingeformte Dauermagnetelement kann aber auch mit seinem Südpol dem Südpol des in das Grundplattenelement eingeformten Dauermagnetelementen gegenüberliegend angeordnet werden.The a molded into the accelerator pedal element permanent magnet element can but also with its south pole the South Pole of the permanent magnet elements formed in the base plate member opposite to be ordered.
Bei einer Schraubenfeder kann das eine Ende am Fahrpedalelement und das andere Ende am Grundplattenelement angeordnet sein. Diese sehr einfache Federvariante ist sehr robust und wirksam.at a coil spring, the one end of the accelerator pedal element and the other end may be arranged on the base plate element. This very much simple spring variant is very robust and effective.
Bei einem Federgelenkelement kann das eine Ende am Fahrpedalelement und mit dem anderen Ende am Grundplattenelement angeordnet sein.at a spring joint element, the one end of the accelerator pedal element and be arranged with the other end on the base plate member.
Durch den Federbogen des Federgelenkelements kann der Drehpunkt des Fahrpedalmoduls ausgebildet werden.By the spring bow of the spring joint element, the pivot point of the accelerator pedal module is formed become.
Bei entsprechender Ausbildung des Federgelenkelement kann die Betätigungscharakteristik des Fahrpedals ebenfalls beeinflusst werden.at appropriate design of the spring joint element, the operating characteristic of the Accelerators are also affected.
Die Rückholeinheit als Magnetfeder, Federgelenkelement, Schraubenfeder müssen laut Vorschrift zweifach zwischen Fahrpedal- und Grundplattenelement eingebaut werden. Hierbei kann ein Paar gleich ausgebildeter Federn zum Einsatz kommen. Es können aber zwei unterschiedliche Federn, z.B. eine Magnetfeder und ein Federgelenkelement verwendet werden.The retrieving unit as a magnetic spring, spring joint element, coil spring must be loud Regulation twice between accelerator pedal and base plate element to be built in. This can be a pair of equally trained springs be used. It can but two different springs, e.g. a magnetic spring and a Spring joint element can be used.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Die Entwicklungen zur Verbesserung wichtiger Details der Fahrpedale für Personenkraftwagen werden immer weiter voran getrieben. Insbesondere gehen die Anstrengungen dahin, die Stellungen eines Fahrpedalelements genauer mit empfindlichen Sensoren zu erfassen. Weiterhin gehen die Anstrengungen dahin, die Stellungen eines Fahrpedalelements genauer beeinflussen zu können.Developments to improve important details of accelerator pedals for passenger cars are being pushed forward. Especially Efforts are made to more accurately detect the positions of an accelerator pedal element with sensitive sensors. Furthermore, the efforts go to be able to influence the positions of an accelerator pedal element more accurately.
Ein
neuartiger Sensor und Torquemotor, die die Stellung eines Fahrpedalelements
genauestens erfassen und beeinflussen können, weisen ein Stößelelement
Das Stößelelement ist ähnlich einem Degen in dem Scheidenelement genau und unverkantet hin und her zu führen.The follower member is similar a sword in the vaginal element exactly and unverkantet out and to lead her.
In
das Stößelelement
Beim Betrieb des PAD werden in den Spulen SP1 und SP2 zwei um 90° verschobene Signalverläufe, d.h. ein sinus- und ein cosinusförmiges Signal, erzeugt. Durch diese Signale wird der Resonator im PUCK angeregt. In der dritten Spule SP3 wird ein entsprechendes Ausgangssignal induziert, dessen Phase dem Weg des PUCKs über dem PAD entspricht. Der PAD übernimmt hier die Funktion eines Senders/Empfängers.At the Operation of the PAD in the coils SP1 and SP2 are two shifted by 90 ° Waveforms i.e. a sinusoidal and a cosinusoid Signal generated. These signals make the resonator in the PUCK stimulated. In the third coil SP3 is a corresponding output signal whose phase corresponds to the pathway of the PUCK over the PAD. Of the PAD takes over here the function of a transmitter / receiver.
Wie
insbesondere
Im Vergleich zu herkömmlichen, Rotations-Torquemotoren werden für den Linearantrieb Stator und Rotor quasi aufgeschnitten und laufen als segmentförmige Teile in funktionsgleicher Art und Weise übereinander her, so dass eine Art Linartorquemotor gebildet wird.in the Compared to conventional, Rotary torque motors are used for the linear drive stator and rotor quasi cut open and run as segmental Parts in a functionally similar way on each other, so that a Type Linartore engine is made.
Hierbei
sind die Permanentmagnetelemente so ausgebildet, daß sie quer
zur Betätigungsrichtung magnetisiert
sind, wie im Detail in
Die Richtung dieser Kraft kann durch die Polarität der Bestromung gewählt werden. Durch den Betrag des Stroms kann die Feldstärke und so der Betrag der Kraft eingestellt werden.The Direction of this force can be chosen by the polarity of the current. By the amount of the current can the field strength and so the amount of force be set.
Der
induktive Sensor und der Linearantrieb sind in ein in den
Das
Fahrpedalmodul
Um
das Achsenelement
Sensor
und Torquemotor werden in ein in den
Grundplattenelement
Ein
weiteres stehendes Fahrpedalmodul
Um
wieder in der in die Stellung
Aus
darstellerischen Gründen
sind verschiedene Rückholeinrichtungen
separat in
Eine
Ausführungsform
ist eine Magnetfeder, bei der sich zwei Dauermagnetelemente
Eine
weitere Ausführungsform
einer Rückholeinrichtung
ist eine Hakenfeder
Eine
elegante Ausführungsform
einer Rückholeinrichtung
ist ein Federgelenkelement
Grundsätzlich sind
bei einem Fahrpedalmodul wenigstens zwei Rückholeinrichtungen erforderlich.
Deshalb können
die Federn
Bei
der Realisierung eines Linearsensors ist, wie bereits beschrieben
im Stößelelement
Bei
der Realisierung eines Lineartorquemotors
Werden
Linearsensor und Lineartorquemotor benötigt, ist im Stößelelement
Linearsensor
und Lineartorquemotor können auch
gleichzeitig so zur Verfügung
gestellt werden, in dem in zwei nebeneinander angeordneten Stößelelementen
Die
Funktion eines Fahrpedals mit einem Linearsensor und/oder einem
Lineartorquemotor gemäß den
Beim
Betätigen
des Fahrpedalelements
Wird
bei dem Fahrpedalmodul
Bei
einem Betätigen
des Fahrpedals
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