DE102004002114A1

DE102004002114A1 - Fahrpedaleinheit mit Kraftsprung-Element

Info

Publication number: DE102004002114A1
Application number: DE200410002114
Authority: DE
Inventors: Peter Apel; Carmelo Leone
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: DE102004002114B4

Abstract

Beschrieben werden eine Fahrpedal-Einheit, eine Pedal-Baugruppe und ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrpedal-Einheit und einer Pedal-Baugruppe. Ein Pedal-Element (12) ist entlang eines Pedalwegs auslenkbar. Ein Kraftsprung-Element (55) ist vorgesehen, das in einem Auslösebereich (62) der Auslenkung wirksam wird und hier einen Kraftsprung bewirkt. Hierbei ist die Lage des Auslösebereiches (62) innerhalb der Pedalkennlinie einstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrpedaleinheit, eine Pedal-Baugruppe und ein Kraftfahrzeug.
Zur Steuerung von Kraftfahrzeugen sind Fahrpedale bekannt. Der Fahrzeugführer tritt auf ein Pedal-Element, das entlang eines Pedalwegs auslenkbar ist. Die Pedalstellung bewirkt entweder durch einen Bowdenzug die Verstellung einer Drosselklappe. Alternativ wird bei E-Gas-Systemen die Pedalstellung mittels eines Sensors abgefragt und in der Motorsteuerung verarbeitet.
Ein Fahrpedal verfügt über mindestens eine Rückholeinheit, üblicherweise eine Feder, mit der eine Gegenkraft gegen die Auslenkung des Pedal-Elements aufgebracht wird. Die Gegenkraft steigt üblicherweise mit der Pedalauslenkung linear oder nichtlinear an.

Für Fahrzeuge mit Automatikgetriebe ist es bekannt, am Ende des Pedalwegs ein Kraftsprung-Element vorzusehen, um die sogenannte Kick-Down-Funktion zu realisieren. Ein solches Kraftsprung-Element bewirkt in einem Auslösebereich des Pedalwegs zunächst eine relativ hohe Gegenkraft gegen die Auslenkung des Pedal-Elements. Bei starker Betätigung wird die Gegenkraft überwunden, und es ergibt sich am Ende des Auslösebereichs eine geringere Gegenkraft. Durch eine Betätigung de Pedalelements, die zum Auslösen des Kraftsprung-Elements führt, wird die Kick-Down-Funktion aktiviert (Herunterschalten des Getriebes). Der Fahrer aktiviert diese Funktion durch die benötigte erhöhte Betätigungskraft und den gefühlten Kraftsprung bewusst in solchen Situationen, in denen die zusätzliche Beschleunigung hierdurch benötigt wird.

Weiter sind Fahrpedaleinheiten bekannt, bei denen mittels einer Motoreinheit eine gesteuerte Gegenkraft auf das Pedal-Element erzeugt werden kann. Beispielsweise in der DE 102 11 018 der Anmelderin ist in einem Pedaldrehpunkt ein Torquemotor vorgesehen, dessen Rotoreinheit mit dem Pedal-Element und dessen Statoreinheit mit einer Basiseinheit verbunden ist. Eine Steuereinheit steuert die Motoreinheit an. Beim Erfassen eines von einem vorgegebenen Normalzustand abweichenden Zustandes (beispielsweise Überschreitung einer Höchstgeschwindigkeit) wird die Motoreinheit eingeschaltet und der Fahrzeug führer durch die erhöhte Rückstellkraft auf die Abweichung vom Normalzustand aufmerksam gemacht.

Eine weitere Fahrpedalvorrichtung mit steuerbarer Gegenkraft ist in der EP 1 369 763 der Anmelderin beschrieben. Die Pedalbewegung wird hier mittels eines Hebelelements in eine Drehbewegung umgesetzt. Wiederum ist ein Torquemotor vorgesehen, der über ein Kupplungsseil eine variable, steuerbare Gegenkraft gegen die Pedalauslenkung bewirken kann.

Ein Torquemotor eignet sich zwar für die Erzeugung der benötigten hohen Drehmomente. Die Motoreinheit ist jedoch relativ aufwendig und teuer. Sie benötigt auch eine relativ große elektrische Leistung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fahrpedaleinheit, eine Pedal-Baugruppe und ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, die einfach und mit kostengünstigen Komponenten aufgebaut sind, und mit denen eine Signalisierung an den Fahrer durch Gegenkräfte im Pedal-Element möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrpedaleinheit nach Anspruch 1, eine Pedal-Baugruppe nach Anspruch 18 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 19. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Fahrpedaleinheit nach Anspruch 20. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist der Auslösebereich, d.h. der Bereich, in dem das Kraftsprung-Element innerhalb der Kraft/Weg-Kennlinie der Fahrpedaleinheit wirksam wird, im Betrieb des Pedals einstellbar.

Das Kraftsprung-Element bewirkt in seinem Auslösebereich eine charakteristische Kraft/Weg-Funktion mit einer Kraftspitze (steiler Anstieg der Gegenkraft bis auf einen im Vergleich zur übrigen Pedalkennlinie recht hohen Wert, danach steiler Abfall). Bevorzugt ist die Kraft an der Kraftspitze gegenüber dem Wert vor Beginn des Auslösebereichs um mindestens 10% höher, bevorzugt um mehr als 50% höher.

Die durch das Kraftsprung-Element hervorgerufene Kraftspitze innerhalb der Kraft/Weg-Kennlinie ist für den Fahrer sehr deutlich spürbar. Der charakteristische Kraftverlauf beim Überwinden des Kraftsprung-Elements wird – im Gegensatz zu einer allmählichen Erhöhung der Gegenkraft – sehr bewusst wahrgenommen.

Durch die Verstellung des Auslösebereichs kann somit eine sehr gut wahrnehmbare Signalisierung einer Grenze für die Pedalauslenkung an den Fahrzeugführer erfolgen. Dennoch hat der Fahrzeugführer die Wahl, diese Grenze bewusst zu überschreiten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind Verstellmittel zur Verstellung der Position des Kraftsprung-Elements vorgesehen. Das Kraftsprung-Element ist so aufgebaut, dass ein Element – beispielsweise das Pedal-Element selbst, oder ein mit diesem gekoppeltes Hebelelement – gegen das Kraftsprung-Element drückt und dieses eine weitere Bewegung nur entsprechend der oben beschriebenen Kraft/Weg-Charakteristik (Kraftsprung) zulässt. Durch Verstellung der Position des Kraftsprung-Elements wird so der Ort verlegt, an dem das Kraftsprung-Element wirksam wird, beispielsweise der Ort, an dem das Pedal-Element oder Hebelelement mit dem Kraftsprung-Element in Kontakt tritt. Somit wird der Auslösebereich auf der Kraft/Weg-Kennlinie des Pedals verschoben. Diese Verschiebung wird bei einer Verstellung der Position auf sehr einfache Weise erreicht. Eine spezielle Ausbildung des Kraftsprung-Elements ist nicht erforderlich; es kann jedes hierfür bekannte Element (Kick-Down-Schalter) verwendet werden, bei dem der charakteristische Kraftsprung magnetisch, mechanisch oder auf andere Weise erreicht wird. Beispiele für mechanische und magnetische Kick-Down-Schalter sind bspw. in der DE 100 31 097 der Anmelderin genannt.

Zur automatischen Verstellung im Betrieb werden bevorzugt Verstellmittel vorgeschlagen. Gemäß einer Weiterbildung umfassen die Verstellmittel mindestens einen steuerbaren Antrieb. Hierbei kann es sich um einen linearen oder rotatorischen Antrieb handeln, beispielsweise einen Elektromotor, Solenoid (magnetischen Stellantrieb) oder Hydraulikzylinder. Aus Kostengründen wird ein Elektromotor bevorzugt. Erfolgt die Verstellung bei einer Pedalauslenkung, die nicht innerhalb des Auslösebereichs liegt, so ist für die Verstellung auch nur eine relativ geringe Kraft erforderlich, so dass die verwendeten Baueinheiten entsprechend dimensioniert und damit kostengünstig gewählt werden können.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kraftsprung-Element auf einem verstellbaren Schlitten angeordnet ist. Der Schlitten ist bevorzugt linear verschiebbar entlang des Weges, auf dem sich das mit dem Kraftsprung-Element zusammenwirkende Pedal-Element oder Hebelelement bei Betätigung des Pedals bewegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schlitten mittels einer Antriebshülse verfahrbar. Die Antriebshülse ist über ein Gewinde mit dem Schlitten gekoppelt. Durch Drehung der Antriebshülse, die durch einen steuerbaren Antrieb angetrieben ist, wird so eine Linearbewegung des Schlittens erzielt. Bevorzugt ist als Antrieb für die Antriebshülse ein Elektromotor mit einem Getriebe vorgesehen. Weiter bevorzugt ist, dass das Getriebe selbsthemmend ist, so dass die Position des Schlittens bei stromlosem Motor fest ist.

In einer alternativen Ausführungsform ist ein Zahnstangen-Antrieb für den Schlitten vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform ist wiederum eine Antriebshülse vorgesehen, die mittels eines Hohlmotors (Scheibenläufermotor mit Hohlwelle) drehbar ist und über ein Gewinde bei Drehung eine Linearbewegung des Schlittens bewirkt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Fahrpedaleinheit ein Zusatz-Federelement. Das Zusatz-Federelement ist bei einer Pedalauslenkung unterhalb des Auslösebereiches des Kraftsprung-Elements nicht wirksam. Es kann innerhalb des Auslösebereiches, am Ende des Auslösebereiches, oder auch erst bei einer Auslenkung nach dem Ende des Auslösebereiches wirksam werden. Das Zusatz-Federelement kann die Rückstellung des Kraftsprung-Elements bewirken, sowie ggf. eine zusätzliche Gegenkraft gegen die Auslenkung des Pedal-Elements erzeugen, die bevorzugt mit der Auslenkung linear oder nichtlinear ansteigt. Der Bereich auf der Kraft/Weg-Kennlinie der Pedaleinheit, in dem das Zusatz-Federelement wirksam ist, ist bevorzugt einstellbar, weiter bevorzugt erfolgt die Einstellung gemeinsam mit der Einstellung des Auslösebereichs. Hierfür ist bevorzugt ein Ende des Zusatz-Federelements am Kraftsprung-Element angeordnet.

Das zweite Ende des Zusatz-Federelements kann an einer fest angeordneten Einheit abgestützt sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist aber vorgesehen, dass das Zusatz-Federelement mit dem Kraftsprung-Element in einer Patronen-Einheit angeordnet ist. Die Patronen-Einheit ist abgeschlossen, so dass das – gegebenenfalls vorgespannte – Zusatz-Federelement innerhalb der Patronen-Einheit wirksam ist und die Patronen-Einheit selbst frei von der Federkraft des Zusatz-Federelement verstellt werden kann. Hierfür sind Verstellmittel zur Verstellung der Position der Patronen-Einheit vorgesehen. Vorteil dieser Anordnung ist es, dass eine kraftfreie Verstellung der gesamten Patronen-Einheit möglich ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Sensor für die Position des verstellbaren Kraftsprung-Elements vorgesehen. Hierdurch kann sicher festgestellt werden, in welcher Position sich das Kraftsprung-Element befindet, d.h. wo auf der Kraft/Weg-Kennlinie der Auslösebereich liegt.

Bevorzugt wird ein Positionssensor zur Ermittlung der relativen Position zweier Einheiten verwendet. Die erste Einheit steht fest (d.h. sie ist unabhängig von Pedalstellung und der Position des Kraftsprung-Elements, beispw. an einer Basiseinheit des Pedals befestigt). Die zweite Einheit ist mit dem beweglichen Kraftsprung-Element gekoppelt. Der Positionssensor kann die Position der ersten und zweiten Einheit relativ zueinander erfassen.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist ein Sensor für die Pedalstellung vorgesehen, so dass die Pedaleinheit in E-Gas-Systemen einsetzbar ist. Auch hier kann ein Positionssensor zur Ermittlung der relativen Position zweier Einheiten eingesetzt werden, von denen eine erste Einheit feststeht und eine dritte Einheit mit dem Pedal-Element gekoppelt ist.

Als Positionssensoren für die Pedalstellung und die Stellung des Kraftsprung-Elements können je nach Anordnung und Pfad der Bewegung der jeweiligen Teile bspw. Linearsensoren oder Drehsensoren eingesetzt werden. Bspw. kann die Pedalstellung am Pedaldrehpunkt mittels eines Drehsensors abgefragt werden. Auch die Position des Kick-Down-Elements kann mittels eines Drehsensors an einem rotatorischen Antrieb ermittelt werden. Bevorzugt wird die Stellung des Kraftsprung-Elements aber direkt mittels eines Linearsensors erfasst. Die verwendeten Sensoren können potentiometrisch arbeiten oder berührungsfrei als Magnetsensoren, kapazitive oder induktive Sensoren ausgebildet sein. Beispiele für Linearsensoren sind in der DE 196 24 233 C1 der Anmelderin genannt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Sensoren für die Stellung des Kraftsprung-Elements und die Pedalposition in einem Sensorelement zusammengefasst. Der gemeinsame Positionssensor weist eine erste, feststehende Einheit und eine hierzu bewegliche zweite und dritte Einheit auf. Die Position der zweiten Einheit (gekoppelt mit dem Kraftsprung-Element) und der dritten Einheit (gekoppelt mit dem Pedal-Element) werden relativ zur ersten Einheit erfasst. Für eine solche Anordnung eignet sich insbesondere ein induktiver Linearsensor mit einem flachen ersten Element mit Sende- und Empfangsspulen, wobei die zweite und die dritte Einheit jeweils induktive Kopplungselemente zur variablen induktiven Kopplung der Sende- und Empfangsspulen der ersten Einheit darstellen und die Kopplung positionsabhängig ist. Entsprechende induktive Sensoren sind bspw. in der WO 03/038379 beschrieben.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein auslösbares Kopplungselement zwischen den Verstellmitteln und dem Kraftsprung-Element vorgesehen. Das Kopplungselement löst bei Überschreiten einer Maximalkraft auf das Kraftsprung-Element aus und löst die Kopplung, so dass eine Bewegung des Kraftsprung-Elements erfolgen kann. Eine solche auslösbare Kopplung kann vorgesehen sein, um beim Auftreten hoher Kräfte eine Bewegung zuzulassen.

Weiter betrifft die Erfindung eine Pedal-Baugruppe mit einer vorbeschriebenen Fahrpedaleinheit und mindestens einer Steuereinheit. Die Steuereinheit fragt die Pedalposition ab. Die Pedalposition kann beispw. zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Steuereinheit (oder eine weitere, separate Steuereinheit) stellt den Auslösebereich entsprechend externer Vorgaben ein. Hierfür wird bevorzugt ein Sensor zur Ermittlung der Position des Kraftsprung-Elements abgefragt und steuerbare Verstellmittel zur Einstellung einer Sollposition angesteuert.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer vorbeschriebenen Fahrpedal-Einheit oder Pedal-Baugruppe.

Bei der separaten erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe gemäß Anspruch 20 ist ein Pedal-Element entlang eines Pedalwegs auslenkbar. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Federelement in einer Patroneneinheit angeordnet. Bei Betätigung des Pedal-Elements bewegt sich das Pedal-Element oder ein mit diesem gekoppeltes Hebel-Element gegenüber der Patroneneinheit. Das Federelement setzt der Pedalauslenkung mindestens in einem Teilbereich der Pedalauslenkung eine Gegenkraft entgegen. Hierbei ist die Position der Patroneneinheit erfindungsgemäß verstellbar.

Die Patroneneinheit enthält mindestens das erwähnte Federelement, das sehr verschieden ausgestaltet sein kann, um verschiedene Kraft/Weg-Kennlinienverläufe zu erzeugen. Außer einer einzelnen mechanischen Feder kann auch eine Kombination mehrerer Federn, oder bspw. eine Magnetfeder vorgesehen sein. Das Federelement ist in der verstellbaren Patroneneinheit gekapselt. Die Patroneneinheit kann ein Krafsprung-Element umfassen, dies ist aber nicht notwendig.

Die Patroneneinheit ist wie oben beschrieben bevorzugt mittels eines steuerbaren Antriebs verstellbar. Die Patroneneinheit kann auf einem verstellbaren Schlitten angeordnet sein, der, wie oben beschrieben, mittels einer Antriebshülse, eines Hohlmotors, eines Zahnstangen-Antriebs, eines Spindelantriebs etc. verstellbar ist. Bevorzugt wird ein Elektromotor verwendet, weiter bevorzugt mit einem selbsthemmenden Getriebe. Vorteilhaft ist ein Sensor für die Position der Patroneneinheit, insbesondere ein gemeinsamer Sensor für die Ermittlung der Pedalposition und die Position der Patroneneinheit, der wie beschrieben bevorzugt induktiv aufgebaut ist. Die Pedal-Einheit nach Anspruch 19 kann Teil einer Pedal-Baugruppe und/oder eines Kraftfahrzeugs sein.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Federelement innerhalb der Patroneneinheit vorgespannt. Trotzdem kann die Patroneneinheit mit dem darin gekapselten Federelement kraftfrei stellt werden.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Fahrpedaleinheit;
2 eine weitere perspektivische Ansicht eines Teils der Fahrpedaleinheit aus 1;
3a–3c in jeweils perspektivischen Ansichten verschiedene Verstellpositionen eines Schlittens der Fahrpedaleinheit aus 1;
4a, 4b in einer Längsschnitt-Darstellung verschiedene Stellungen einer verstellbaren Kraftsprung-Einheit der Fahrpedaleinheit aus 1;
5a, 5b in perspektivischer Darstellung Teile der Fahrpedaleinheit aus 1 bei verschiedenen Pedalstellungen;
6a–6c in Längsschnitt-Darstellung eine einstellbare Kraftsprung-Einheit aus der Fahrpedaleinheit von 1 bei verschiedenen Pedalstellungen;
7a–7c in Diagrammform Kraft/Weg-Kennlinien einer Fahrpedaleinheit mit verschieden eingestellten Auslösebereichen;
8 eine erste alternative Ausführungsform einer Kraftsprung-Einheit mit Zahnstangenantrieb;
9 eine zweite alternative Ausführungsform einer Kraftsprung-Einheit mit einem Patronenelement;
10 eine dritte alternative Ausführungsform einer Kraftsprung-Einheit mit auslösbaren Koppelelementen;
11 eine vierte alternative Ausführungsform einer Krafsprung-Einheit ohne zusätzliches Federelement;
12a, 12b in Diagrammform Kraft/Weg-Kennlinien einer alternativen Pedaleinheit nach 9.
In 1 ist eine Fahrpedaleinheit 10 dargestellt mit einem hängenden Pedal-Element 12 an einem ersten Pedalarm 14. Der Pedalarm 14 ist in einem Pedaldrehpunkt 16 an einer festen Welle (nicht dargestellt) drehbar gelagert.
Bei der Fahrpedaleinheit 10 handelt es sich um ein Kfz-Fahrpedal. Im Rahmen der vorliegenden Ausarbeitung wird unter "fester" Anordnung eine ortsfeste, d.h. nicht von der Auslenkung des Pedals abhängige Anordnung innerhalb des Kfz verstanden. Die Pedal-Einheit 10 kann ein fest angeordnetes Gehäuse 21 umfassen, von dem in 1 nur ein Teil dargestellt ist.
Fest mit dem ersten Pedalarm 14 verbunden ist ein zweiter Pedalarm 18, der als Gabel ausgebildet ist. Weiter umfasst die Pedaleinheit 10 eine Kraftsprung-Einheit 20, einen Positionssensor 22 und einen Elektromotor 24.
In 2 ist der obere Teil der Pedaleinheit aus 1 noch einmal dargestellt. Der zweite, gabelförmig ausgebildete Pedalarm 18 trägt eine drehbare Querstange 26, an der zwei parallel angeordnete Längshebel 28, 30 befestigt sind. Bei einer Betätigung des Pedal-Elements 12 und Schwenken der Pedalarme um den Pedaldrehpunkt 16 führen die Längshebel 28, 30 eine im wesentlichen lineare Bewegung in Ihrer Längsrichtung aus. Hierfür sind entsprechende Führungen (nicht dargestellt) vorgesehen.
Die Pedalstellung wird mittels des Positionssensors 22 ermittelt. Es handelt sich um einen induktiven, linearen Positionssensor mit einer ortsfest angeordneten Sensorplatte 32 mit einer Spulenanordnung (nicht dargestellt). Über der Sensorplatte 32 bewegt sich ein am Längshebel 30 befestigtes Koppelelement 34. Die Position des Koppelelements 34 relativ zur Spulenanordnung auf der Sensorplatte 32 führt in an sich bekannter Weise zu einem Sensorsignal, dem die Pedalstellung entnommen werden kann.
Der zweite Längshebel 28 bewegt ein Stößelelement 36 linear. Das Stößelelement wird durch Auslenkung des ersten Pedalarms 14 (Niederdrücken des Pedal-Elements 12) in die Kraftsprung-Einheit 20 hineingedrückt.
Die Pedal-Einheit 10 verfügt über zwei unabhängige Systeme von Rückhol-Elementen, die der Auslenkung des Pedal-Elements 12 in Richtung der Pfeile L, α aus 1 eine Gegenkraft entgegensetzen, die im gezeigten Beispiel linear mit der Auslenkung ansteigt, wie unten im Hinblick auf 7a–7c beschrieben wird. Diese Rückhol-Elemente, die in den Fig. nicht dargestellt sind, können beispw. als Schrauben/Schenkel-Federn ausgebildet und im Pedaldrehpunkt 16 angeordnet sein. Ebenso ist die Verwendung von Zugseilen oder anderen Rückholeinheiten möglich.
Die Kraftsprung-Einheit 20 weist einen Schlitten 38 und eine Antriebshülse 40 auf. Der Schlitten 38 ist zylinderförmig ausgebildet und in Längsrichtung in einer Schienenführung (nicht dargestellt) verschiebbar angeordnet. Die Antriebshülse 40 umfasst einen Antriebsflansch 42 mit einer Außenverzahnung. Gekoppelt mit der Verzahnung des Antriebsflansches 42 ist ein Antriebsritzel 44, das von dem Elektromotor 24 angetrieben ist.
Das Antriebsritzel 44 und der Antriebsflansch 42 bilden ein Getriebe 46, mittels dessen der Elektromotor 24 die Antriebshülse 40 antreibt. Das Getriebe 46 ist bevorzugt selbsthemmend ausgebildet, bspw. durch Verwendung eines Schneckentriebes (hierfür würde allerdings der Motor 24 und das Ritzel 44 bevorzugt um 90° gedreht angeordnet).
Die Antriebshülse 40 ist mit dem Schlitten 38 über ein Gewinde 48 so gekoppelt, das bei Drehung der axial feststehenden Antriebshülse 40 der Schlitten 38 axial verfährt.
In den 3a–3c ist jeweils die Kraftsprung-Einheit 20 dargestellt, wobei durch Drehung der Antriebshülse 40 (nach Antrieb durch den hier nicht dargestellten Elektromotor 24 und das Getriebe 46) verschiedene Positionen des Schlittens 38 in Richtung der dargestellten x-Achse angefahren worden. Je nach Drehstellung der Antriebshülse 40 schraubt sich das Gewinde 48 mehr oder weniger tief in die vom Schlitten 38 gebildete Hülse hinein und bewirkt so eine Linearbewegung. Die Antriebshulse 40 und die Sensorplatte 32 sind hierbei ortsfest, während sich der Schlitten 38 in X-Richtung wie durch den Doppelpfeil angedeutet, bewegt.
Auf dem Schlitten 38 ist ein zweites induktives Koppelelement 50 angebracht, das sich bei Bewegung des Schlittens 38 in x-Richtung gegenüber der Sensorplatte 32 bewegt. Hierbei ist auch die Position des zweiten Koppelelement aufgrund des Ausgangssignals der Spulenanordnung auf der Sensorplatte feststellbar. So kann die x-Position des Schlittens 38 festgestellt und von einer mit der Sensorplatte 32 verbundenen Auswerteeinheit (nicht dargestellt) ausgewertet werden.
Die 4a und 4b zeigen die Kraftsprung-Einheit 20 im Längsschnitt. Innerhalb des als Zylinder ausgebildeten Schlittens 38 ist ein Schieber 52 axial verschiebbar angeordnet. Die Stirnwand 54 des Schlittens besteht aus ferromagnetischem Material oder es ist ein beispw. ringförmiges Element aus ferromagnetischem Material dort angeordnet. Der Schieber 52, der mindestens im Bereich seines stirnseitigen Rings 56 aus dauermagnetischem Material besteht oder in das ein Dauermagnet-Element eingesetzt ist, haftet magnetisch an der Stirnwand 54 des Schlittens 38.
Weiter umfasst die Kraftsprung-Einheit 20 ein Zusatz-Federelement 58, dessen erstes, in den 4a und 4b links dargestelltes Ende am Magnetelement 52 anliegt, und dessen zweites, in den 4a und 4b rechts dargestelltes Ende aus der Kraftsprung-Einheit herausragt und an einem ortsfest angebrachten Abstützelement, bspw. dem Gehäuse, (nicht darstellt) anliegt.
Die 4a und 4b zeigen zwei verschiedene Stellungen der Kraftsprung-Einheit, wobei in 4a die Antriebshulse 40 weit in den Schlitten 38 hineingeschraubt ist, so dass sich der Schlitten 38 in einer rechten Anschlagposition befindet. In 4b wurde der Elektromotor 24 aktiviert, so dass über das Ritzel 44 und den Antriebsflansch 42 die Antriebshülse 40 gedreht wurde und so der Schlitten in x-Richtung verschoben wurde.
Wie aus den 4a und 4b ersichtlich ist, entspricht die (negative) x-Richtung auch der Bewegungsrichtung des Stößelelements 36 bei Betätigung des Pedal-Elements 12. Durch Verstellung des Schlittens 38 in dieser Richtung wird die Position eines aus der Stirnwand 54 des Schlittens und dem Magnetelement 52 gebildeten Kraftsprung-Elements 55 verstellt, dessen Funktion unten näher erläutert wird.
In den 5a und 5b sind verschiedene Pedalstellungen gezeigt. Hierbei zeigt 5b eine Ruhestellung des Pedals ohne Auslenkung in α-Richtung. Entsprechend befindet sich das am zweiten Pedalarm 18 angelenkte Stößelelement 36 in einer aus der Kraftsprung-Einheit 20 herausgefahrenen Grundstellung. Auch das auf dem zweiten Längshebel 30 angeordnete Koppelelement 34 befindet sich in einer rechten Endposition der Sensorplatte 32.
5a zeigt nun eine zweite Pedalposition mit einer relativ weiten Auslenkung des Pedal-Elements 12 in α-Richtung, so dass das Stößelelement 36 weit in die Kraftsprung-Einheit eingefahren ist und sich das Koppelelement 34 in einer Position nahe dem linken Ende der Spulenanordnung auf der Sensorplatte 32 befindet.
In den 6a bis 6c ist in Längsschnitt-Darstellung das Einfahren des Stößelelements 36 in die Kraftsprung-Einheit 20 dargestellt. In der in 6a gezeigten Ausgangsposition mit geringer Auslenkung kann sich das Stößelelement 36 in x-Richtung durch die in der Stirnseite 54 des Schlittens gebildete Bohrung hindurch frei bewegen.
Bei einer bestimmten Pedalauslenkung trifft das Stößelelement wie in 6b dargestellt mit einer an seinem freien Ende 60 gebildeten Stoßkante auf den Schieber 52. Dieser haftet mit dem Magnetelement 56, wie oben erläutert, magnetisch am Schlitten 38. Da der Schlitten 38 bei Stillstand des Elektromotors 24 ortsfest ist, bietet der Schieber 52 der weiteren Bewegung des Stößelelement 36 in (negativer) x-Richtung einen Widerstand, der durch seine Größe und das verwendeten Magnetmaterial einstellbar ist.
Durch weitere, kräftige Auslenkung des Pedal-Elements 12 und entsprechender Bewegung des Stößelelements 36 in x-Richtung reißt das Magnetelement 56 schließlich von der Stirnwand 54 des Schlittens 38 ab. Aufgrund des sich einstellenden Abstandes zwischen dem Magnetelement 56 und der Stirnwand 54 wird die magnetische Anziehungskraft und damit die gegen die Pedalauslenkung gerichtete Gegenkraft bei weiterer Bewegung sehr schnell geringer.
6c zeigt die Situation nach Überwinden des magnetischen Kraftsprung-Elements. Das Stößelelement 36 schiebt den Schieber 52 weiter entgegen der x-Richtung. Hierbei wirkt das Zusatz-Federelement 58 auf den Schieber 52 und setzt so der weiteren Bewegung des Stößelelements 36 und damit der weiteren Auslenkung des Pedal-Elements 12 eine weitere Gegenkraft entgegen.
In den 7a–7c sind verschiedene Kraft/Weg-Kennlinien der Pedaleinheit 10 dargestellt. Aufgetragen ist jeweils die Pedalkraft gegenüber der Pedalauslenkung, gegeben durch eine lineare Auslenkung L bzw. einen Auslenkungswinkel α. Dargestellt ist hier nur ein erster Teil der Kennlinie für die Bewegung in α-Richtung; bei der Rückstellung ergibt sich aufgrund von Reibung eine Hysterese.
Die in 7a dargestellte Kennlinie weist einen ersten Bereich 62 auf, in dem die Kraft F mit steigender Auslenkung ansteigt, im gezeigten Fall linear. Diese Kennlinie entspricht der Charakteristik der beiden bereits erwähnten Rückhol-Elemente der Pedaleinheit.
An den ersten Bereich schließt sich ein Auslösebereich 64 an, in dem die Kraft zunächst sehr stark ansteigt und dann sehr stark abfällt. Der Verlauf der Kennlinie im Auslösebereich entspricht der Charakteristik des Kraftsprung-Elements 55 der Kraftsprung-Einheit 20. Die Kraft-Überhöhung, d.h. der höchste Punkt der Kennlinie im Auslösebereich 64, gemessen oberhalb der gestrichelt fortgeführten Kennlinie des ersten Bereiches kann je nach Konstruktion des Kraftsprung-Elements sehr unterschiedlich eingestellt werden. Bevorzugt beträgt die Überhöhung mindestens 3 N, besonders bevorzugt 10–50 N.
Auf den Auslösebereich 64 folgt ein dritter Bereich 66 der Kennlinie, in dem die Kraft wiederum mit dem Weg ansteigt, im gezeigten Beispiel linear. In diesem dritten Bereich 66 ist parallel zu den Rückhol-Elementen das zusätzliche Federelement 58 wirksam, so dass der Kraftanstieg eine gegenüber dem Bereich 62 erhöhte Steigung hat.
Die Pedalauslenkung, ab der in 7a das Kraftsprung-Element wirksam wird, ist mit L₁ bzw. α₁ bezeichnet. Dieser Wert ist für die Pedaleinheit 10 einstellbar. Hierfür wird, wie im Zusammenhang mit den 3a–3c, 4a–4b beschrieben der Schlitten 38 und damit das Kraftsprung-Element linear verschoben und so der Punkt eingestellt, an dem das Stößelement 36 auf das Magnetelement 32 trifft und das Kraftsprung-Element so wirksam wird.
7b zeigt eine Pedalkennlinie, bei der der Schlitten 38 relativ weit in x-Richtung ausgefahren ist, so dass das Kraftsprung-Element bereits bei einer geringen Pedalauslenkung L₂ bzw. α₂ wirksam wird.
Entsprechend zeigt 7 eine dritte Kennlinie, bei der der Schlitten 38 eine Position mit geringer x-Auslenkung aufweist, so dass das Kraftsprung-Element erst bei einer relativ großen Auslenkung L₃, α₃ wirksam wird.
Somit kann durch Verstellen des Schlittens 38 in eine bestimmte x-Position ein gewünschter Kennlinienverlauf eingestellt werden. Hierfür wird ein Kennlinienverlauf, d.h. eine Auslenkung α, bei der das Kraftsprung-Element wirksam werden soll, vorgegeben. Eine Steuereinheit (nicht dargestellt) überprüft mittels des Sensors 22 die aktuelle Stellung des Schlittens 38. Um den Schlitten 38 in die der Vorgabe entsprechende Sollposition zu bringen, wird der Motor 24 angesteuert und über das Getriebe 46 der Schlitten 38 entsprechend verfahren.
Die gewünschte Kennlinie wird hierbei extern, beispw. von einer übergeordneten Steuereinheit innerhalb des Kfz, vorgegeben. Beispw. kann eine Steuerelektronik erkennen, dass eine Straße innerhalb einer geschlossenen Ortschaft befahren wird. Entsprechend wird die Kraftsprung-Einheit 20 so eingestellt, dass das Kraftsprung-Element bereits bei einer relativ geringen Auslenkung (die etwa der in geschlossenen Ortschaften vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit entspricht) wirksam wird. Bei der Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrzeugführer bemerkt dieser ab der entsprechenden Auslenkung den erhöhten Widerstand durch das Kraftsprung-Element. Wenn die Fahrsituation es erfordert, kann der Fahrer diesen Widerstand bewusst überwinden. Er muss hierfür allerdings zunächst die notwendige Kraft zur Auslösung des Elements und anschließend die durch das Zusatz-Federelement 58 erhöhte Kraft aufbringen.
Nachfolgend sollen einige mögliche Modifikationen der oben dargestellten Ausführungs formen einer Fahrpedaleinheit beschrieben werden.
In 8 ist eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Kraftsprung-Einheit 70 dargestellt. Das Stößelelement 36, Magnetelement 52 und das zusätzliche Federelement 58 entsprechen den jeweiligen Elementen aus der ersten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform ist allerdings ein Schlitten 72 vorgesehen, der mittels eines Zahnstangenantriebs in x-Richtung verstellt werden kann. Hierfür greifen die Zähne eines Antriebsritzels 74, das mit einem nicht dargestellten Elektromotor verbunden ist, in einen Zahnstangenbereich 76 des Schlittens 72 ein.
Ein weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform liegt darin, dass der Schlitten 72 durch eine Rückwand 78 abgeschlossen ist. Das zusätzliche Federelement 58 stützt sich mit seinem zweiten Ende an der Rückwand 78 ab. Der Schlitten 72 ist somit als Patrone ausgebildet, innerhalb derer sich das vorgespannte Federelement 58 befindet.
Beim Verfahren des Schlittens 72 wird – solange das Stößelelement 36 nicht entsprechend weit in die Kraftsprung-Einheit 70 eingefahren ist – die Federkraft des zusätzlichen Federlelements 58 nicht wirksam. Die Einheit 70 wird als Ganzes mit der vorgespannten Feder 58 verfahren.
Im übrigen entspricht die Funktion der zweiten Ausführungsform der Kraftsprung-Einheit 70 den bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform diskutierten Funktionen.
In 9 ist im Längsschnitt ein Teil einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Fahrpedaleinheit 80 mit einer alternativen Kraftsprung-Einheit 20a gezeigt. Der übrige Aufbau der Pedaleinheit 80 entspricht der beschriebenen ersten Ausführungsform einer Pedaleinheit 10 mit einem Teil eines Gehäuses 21, einem ersten Pedalarm 14 und einem zweiten Pedalarm 18, einer Pedalwelle 16 und einem Stößel-Element 36. Diese Elemente werden daher nicht noch einmal separat erläutert.
Die Krafsprung-Einheit 20a weist ein feststehendes Modulgehäuse 82 auf, innerhalb dessen eine Patroneneinheit 84 in X-Richtung verfahrbar angeordnet ist. Eine Antriebshülse 86 ist drehbar, aber axial fixiert im Modulgehäuse 82 angeordnet. Die Antriebshülse 86 ist über ein Gewinde 88 so mit dem Patronenelement 84 gekoppelt, daß bei Drehung der Antriebshülse 86 das Patronenelement 84 in X-Richtung verfahren wird. Hierbei ist das Gewinde allerdings gegenüber der ersten Ausführungsform einer Krafsprung-Einheit 20 invers ausgebildet, wobei Gewindegänge auf der Außenseite des Patronenelements 84 gebildet sind, und die Antriebshulse 86 um die im hinteren Bereich zylindrisch ausgebildete Patroneneinheit herum mit Eingriff in das Gewinde 88 angeordnet ist.
Innerhalb des Patronenelements 84 ist ein Schieber 52 und ein hierauf wirkendes Feder-Element 58 angeordnet. Das Patronenelement 84 verfügt mit der Rückwand 90 über einen hinteren Abschluß, an dem sich das in 9 rechte Ende des Federelements 58 abstützt.
In der in 9 dargestellten Grundstellung ist das Schiebe-Element 52 am vorderen, stirnseitigen Abschluß 54 des Patronenelements 84 angeordnet. Hierbei ist das Feder-Element 58 zwischen der Rückwand 90 und dem Schieber 52 vorgespannt.
Bei Betätigung des Pedalelements und Verschwenken der Pedalhebel 14, 18 wird das Stößelelement 36 in negativer X-Richtung in das Patronenelement 84 hineingedrückt. Hierbei kommt das Stößel-Element 36 mit dem Schieber 52 in Eingriff, wie oben im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben. Je nach gewünschter Kraft/Weg-Kennlinie kann an der Patroneneinheit ein Kraftsprung-Element gebildet sein, bspw. als mechanisches Kraftsprung-Element oder wie im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben indem der Schieber 52 ein Magnet-Element enthält, das an der stirnseitigen Platte 54 des Patronenelements 84 anhaftet. Die Verwendung eines Krafsprung-Elements ist aber nicht notwendig. Vielmehr kann die Patroneneinheit 84 auch lediglich ein oder mehrere Federelemente wie die Feder 58 enthalten, um einen gewünschten Verlauf der Kraft/Weg-Kennlinie zu erreichen.
Die Feder 58 wird innerhalb der Kraft/Weg-Kennlinie bei einer X-Auslenkung aktiv, bei der das Stößel-Element 36 auf den Schieber 52 trifft und diesen in negativer X-Richtung verschiebt.
Eine entsprechende Kraft/Weg-Kennlinie ist in 12a dargestellt, wobei bei einer Pe dalauslenkung L₄ bzw. α₄ das Stößel-Element 36 auf den Schieber 52 trifft, und durch die ab dieser Auslenkung zusätzliche Belastung durch das Federelement 58 die Kennlinie einen Knick 92 enthält, d.h. sich ihre Steigung erhöht. Hierbei weist die Patroneneinheit 84 kein Kickdown-Element auf, so daß keine Kraftspitze auftritt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Darstellung der Kennlinien in den 12a, 12b, ebenso wie die in den 7a–7c entsprechende Verläufe lediglich qualitativ wiedergeben soll, die Figuren aber nicht notwendigerweise als maßstabsgerecht verstanden werden sollen.
Wie im Zusammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben, ist die Position der Patroneneinheit 84 in X-Richtung mittels eines gesteuerten Antriebs verstellbar. Hierfür treibt ein Elektromotor 24 über ein Ritzel (nicht dargestellt) die Antriebshulse 86 an, so daß die Patroneneinheit 84 mit der darin angeordneten, vorgespannten Feder 58 in X-Richtung verfahren wird. Hierbei erfolgt die Verstellung der X-Position der Patroneneinheit 84 ohne Einfluß der Federkraft des Federelements 58, da die gesamte Patroneneinheit mit Rückwand 90 verfahren wird.
Durch das Verfahren der Patroneneinheit 94 ändert sich die Kraft/Weg-Kennlinie der Pedaleinheit. Bspw. in 12b ist eine Kraft/Weg-Kennlinie dargestellt, die einer rechten Anschlagsposition der Patroneneinheit 84 am Modulgehäuse 82 in 9 entspricht. Hierbei beeinflußt das Feder-Element 58 die Kraft/Weg-Kennlinie ab einer Auslenkung L₅ bzw. α₅, was sich wiederum mit einem Knick 92 bemerkbar macht. Aufgrund der Verschiebung der Patroneneinheit 84 in negative X-Richtung macht sich bei der Kennlinie von 12b der Einfluß des Feder-Elements 58 gegenüber der Kennlinie von 12a erst bei einer größeren Auslenkung L₅ bemerkbar.
In 10 ist in einer teilweise dargestellten Längsschnittsdarstellung eine Alternative zu dem Gewinde 48 der ersten Ausführungsform dargestellt. Die Antriebshülse 40 weist Gewindegänge 80 auf, in die federnde Koppelelemente 82 des Schlittens 38 eingreifen. Die auslösbaren Koppelelemente weisen Kugeln auf, die orthogonal zur axialen Richtung federbelastet sind. Wirken hohe axiale Kräfte zwischen der Antriebshülse 40 und dem Schlitten 38, so können die Koppelelemente 82 auslösen, wobei ihre Federelemente einfedern und die Kugelelemente sich so weit zurückbewegen, dass einzelne Gewindegänge 80 übersprungen werden können.
Im Zusammenhang mit den gezeigten Ausführungsformen wurde die Verstellung der Kraftsprung-Einheit jeweils durch einen Elektromotor bewirkt. Alternativ können auch andere Linearantriebe oder Rotationsantriebe verwendet werden. Bei der vorliegenden Pedaleinheit wird aus Kostengründen ein DC-Motor bevorzugt. Die Verwendung eines solchen DC-Motors in einer Pedaleinheit kann zwar grundsätzlich problematisch sein, da bestromte DC-Motoren Kraftschwankungen (ein sog. "rippeln") aufweisen, das für den Fahrzeugführer im Pedal-Element nicht fühlbar sein sollte. Bei der beschriebenen Pedaleinheit wird der DC-Motor jedoch nur zum Verstellen der Kraftsprung-Einheit verwendet und kann im übrigen stromlos geschaltet werden, so dass sich das beschriebene Problem hier nicht stellt.
Während bei den oben dargestellten Ausführungsformen ein hängendes Pedal dargestellt wurde, kann die für die Erfindung zentrale Kraftsprung-Einheit 20 auch ohne größere Modifikationen für ein stehendes Pedal verwendet werden. Hierbei könnte beispw. an der Unterseite des Pedals ein Hebelelement direkt das Stößelelement 36 in eine entsprechend angeordnete Kraftsprung-Einheit 20 treiben. Somit wäre die im Zusammenhang mit den 7a–7c dargestellte Funktion auch für ein stehendes Pedal erreicht.
Während bei der dargestellten Ausführungsform ein magnetischen Kraftsprung-Element verwendet wurde, können alternativ andere Kraftsprung-Elemente verwendet werden. Beispw. kann eine als Kick-Down-Schalter bekannte mechanische Vorrichtung verwendet werden, die mit einem genutetem Stößelelement und rechtwinklig zu dessen Bewegungsrichtung angeordneten Federelementen (entsprechend den Koppelelementen 82 in 9) eine Kraftsprung-Kennlinie erzeugen. Weitere Kick-Down-Schalter sind beispw. der DE 100 31 097 C1 sowie den hierin zitierten Druckschriften zu entnehmen.
Als weitere Alternativen zum Antrieb des Schlittens 38 sind beispw. die Verwendung einer durch einen Motor (ggf. mit Getriebe) angetriebenen Spindel möglich. Alternativ kann auch ein Aufbau entsprechend der Kraftsprung-Einheit 20 mit einem Gewinde verwendet werden, wobei die Antriebshülse 40 direkt durch einen Hohlmotor (Scheibenläufermotor mit Hohlwelle) angetrieben wird.
In 11 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Kraftsprung-Einheit 94 gezeigt. Die Kraftsprung-Einheit 94 entspricht, ebenso wie die übrige Pedalkonstruktion, der oben beschriebenen ersten Ausführungsform einer Kraftsprung-Einheit 20. Allerdings enthält die Kraftsprung-Einheit 94 kein Feder-Element, sondern lediglich das Kraftsprung-Element 55, gebildet aus einem Magnet-Element im Schieber 52 und einem ferromagnetischen Material in der Stirnwand 54 des Schlittens 38.
Aufgrund der fehlenden Feder 58 bewirkt die Krafsprung-Einheit 94 innerhalb der Kraft/Weg-Kennlinie lediglich eine Krafspitze 64, wobei nach Überwinden der Kraftspitze 64 aber lediglich die von den Rückholelementen der Pedaleinheit vorgegebene Rückstellkraft wirkt, d. h. keine Parallelverschiebung der Kennlinie im Bereich 66, wie in den 7a–7c dargestellt, auftritt.
Um dennoch eine Rückholung des Schlittens 52 zu erreichen, ist das Stößel-Element 36 aus magnetisierbarem Eisen oder Stahl ausgebildet. Somit haftet der Schieber 52 mit seinem Magnetelement am Stößel-Element 36, so daß bei einer Rückstellbewegung des Pedalelements auch der Rücktransport des Schiebers 52 gewährleistet ist.

Claims

Fahrpedaleinheit mit – einem Pedal-Element (12), das entlang eines Pedalwegs (L, α) auslenkbar ist, – und einem Kraftsprung-Element (55), das in einem Auslösebereich (64) der Auslenkung (L, α) wirksam wird, wobei das Kraftsprung-Element (55) in dem Auslösebereich (64) eine Kraftspitze bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Auslösebereich (64) im Betrieb der Fahrpedaleinheit (10) einstellbar ist.
Einheit nach Anspruch 1, bei der – das Kraftsprung-Element (55) ausgelöst wird, indem das Pedal-Element (12) oder ein mit dem Pedal-Element gekoppeltes Hebelelement (36) gegen das Kraftsprung-Element (55) drückt, – wobei Verstellmittel (24, 46, 40, 38, 74, 76, 72) zur Verstellung der Position des Kraftsprung-Elements (55) vorgesehen sind.
Einheit nach Anspruch 2, bei der – die Verstellmittel einen steuerbaren Antrieb (24) umfassen, insbesondere einen Elektromotor (24), Solenoid oder Hydraulikzylinder.
Einheit nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der – das Kraftsprung-Element (55) auf einem verstellbaren Schlitten (38, 72) angeordnet ist.
Einheit nach Anspruch 4, bei der – eine Antriebshülse (40) vorgesehen ist, die mittels eines Gewindes (48) mit dem Schlitten (38) so gekoppelt ist, das durch eine Drehung der Antriebshülse (40) der Schlitten (38) verfahren wird, – wobei ein steuerbarer Antrieb (24) für die Antriebshülse (40) vorgesehen ist.
Einheit nach Anspruch 5, bei der – ein Elektromotor (24) vorgesehen ist, der über ein Getriebe (46) die Antriebshülse (40) drehend antreibt, – wobei das Getriebe (46) selbsthemmend ist.
Einheit nach Anspruch 5, bei der – ein Hohlmotor zum Antrieb der Antriebshülse vorgesehen ist.
Einheit nach Anspruch 4, bei der – ein Zahnstangen-Antrieb (74, 76) für den Schlitten (72) vorgesehen ist.
Einheit nach Anspruch 4, bei der – ein Spindelantrieb für den Schlitten vorgesehen ist.
Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – ein Zusatz-Federelement (58) vorgesehen ist, das innerhalb des Auslösebereichs, oder an dessen Ende, oder nach dem Ende des Auslösebereichs wirksam ist und eine Gegenkraft gegen die Auslenkung des Pedal-Elements (12) bewirkt.
Einheit nach Anspruch 10, bei der – das Zusatz-Federelement (58) mit einem Ende am Kraftsprung-Element (55) angeordnet ist.
Einheit nach Anspruch 10 oder 11, bei der – das Zusatz-Federelement (58) mit dem Kraftsprung-Element (55) in einer Patronen-Einheit (72) angeordnet ist, – wobei Verstellmittel (74, 76) zur Verstellung der Position der Patronen-Einheit (72) vorgesehen sind.
Einheit nach einem der Ansprüche 2-12, bei der – ein Sensor (22) für die Position des Kraftsprung-Elements (55) vorgesehen ist, – insbesondere ein Positionssensor zur Ermittlung der relativen Position von zwei Einheiten (32, 50), wobei eine erste Einheit (32) feststeht und eine zweite Einheit (50) mit dem Kraftsprung-Element (55) gekoppelt ist.
Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – ein Sensor (22) für die Auslenkung (L, α) des Pedal-Elements (12) vorgesehen ist, – insbesondere ein Positionssensor (22) zur Ermittlung der relativen Position von zwei Einheiten (32, 34), wobei eine erste Einheit (32) feststeht und eine dritte Einheit (34) mit dem Pedal-Element (12) gekoppelt ist.
Einheit nach den Ansprüchen 13 und 14, bei der – ein gemeinsamer Positionssensor (22) mit nur einer ersten, feststehenden Einheit (32) vorgesehen ist, – wobei die relative Position der zweiten Einheit (50) und der dritten Einheit (34) zur ersten Einheit (32) ermittelt wird.
Einheit nach einem der Ansprüche 2-15, bei der – mindestens ein Kopplungselement (82) zwischen den Verstellmitteln (40) und dem Kraftsprung-Element (55) vorgesehen ist, – wobei das Kopplungselement (82) bei Überschreiten einer Maximalkraft auslöst und eine Bewegung des Kraftsprung-Elements (55) gegenüber den Verstellmitteln (40) zulässt.
Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Kraftsprung-Element (55) gebildet ist als Magnetpaarung von mindestens zwei Einheiten (54, 56), – wobei mindestens eine Einheit (56) ein Magnetelement umfaßt, – und wobei die zur Trennung der Einheiten (54, 56) notwendige Kraft die Kraftspitze bewirkt.
Pedal-Baugruppe mit – einer Fahrpedal-Einheit nach einem der Ansprüche 1-17, – und mindestens einer Steuereinheit zur Abfrage der Auslenkung (L, α) des Pedal-Elements (12) und zur Einstellung des Auslösebereiches (64).
Kraftfahrzeug mit einer Fahrpedal-Einheit nach einem der Ansprüche 1-17 oder einer Pedal-Baugruppe nach Anspruch 18.
Pedal-Einheit mit – einem Pedalelement (12), das bei Betätigung entlang eines Pedalwegs (L, α) auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß – mindestens ein Federelement (58), das mindestens in einem Teilbereich der Pedalauslenkung dieser eine Gegenkraft entgegensetzt in einer Patroneneinheit (84) angeordnet ist, wobei sich das Pedalelement (12) oder ein mit dem Pedalelement gekoppeltes Hebelelement (36) bei Betätigung gegenüber der Patroneneinheit (84) bewegt, – und wobei die Position der Patroneneinheit (84) verstellbar ist.
Einheit nach Anspruch 19, bei der – das Federelement (58) innerhalb der Patroneneinheit (84) vorgespannt ist.