DE102010063409A1 - Pedal device for vehicle control device, has link element that is arranged around rotational axis of rotary element and adjusted by motor so that engaged position of rotary element with link element is adjusted - Google Patents

Pedal device for vehicle control device, has link element that is arranged around rotational axis of rotary element and adjusted by motor so that engaged position of rotary element with link element is adjusted Download PDF

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Abstract

The pedal device (10) has a pedal element (12) that is arranged opposite to a base element (14). The rotary element (16) is arranged at base element and is connected with pedal element such that rotary element is moved by movement of pedal element. A link element (26) is arranged at the base element around the rotational axis (18) of the rotary element. The rotary element is engaged with a link element at engaged position by the operation of pedal element. The link element is arranged and adjusted by motor so that the engaged position of the rotary element is adjusted. An independent claim is included for vehicle control device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrpedalvorrichtung und eine Fahrzeugsteuervorrichtung mit einer Fahrpedalvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fahrpedalvorrichtung, bei der die Betätigungscharakteristik, also der Verlauf der für eine Betätigung notwendigen Kraft über den Betätigungsweg, während des Betriebs einstellbar ist.The invention relates to an accelerator pedal device and a vehicle control device with an accelerator pedal device. In particular, the invention relates to an accelerator pedal device in which the operating characteristic, that is, the course of the force required for actuation over the actuating travel, during operation is adjustable.

Eine Fahrpedalvorrichtung umfasst üblicherweise ein Pedalelement, das gegenüber einem Grundelement beweglich, üblicherweise verschwenkbar, angeordnet ist. Es sind Fahrpedalvorrichtungen mit hängendem Pedalelement ebenso bekannt wie Fahrpedalvorrichtungen mit stehendem Pedalelement. Ohne Betätigung nimmt das Pedalelement gegenüber dem Grundelement eine Grundstellung ein, die bei der Verwendung als Gaspedal in einem Fahrzeug dem Leerlauf des hiermit gesteuerten Motors entspricht. Wird das Pedalelement durch eine üblicherweise mit den Fuß aufgebrachte Betätigungskraft beaufschlagt, so führt dies zu einer Bewegung, üblicherweise zu einem Verschwenken des Pedalelements gegenüber dem Grundelement in der Betätigungsrichtung. Maximal kann das Pedalelement dabei bis zu einer Vollbetätigungsstellung bewegt werden, entsprechend einer Vollgasstellung für den hierdurch gesteuerten Motor.An accelerator pedal device usually comprises a pedal element, which is arranged movable relative to a base element, usually pivotable. There are accelerator pedal devices with suspended pedal element as well known as accelerator pedal devices with a standing pedal element. Without actuation, the pedal element assumes a basic position relative to the base element which, when used as an accelerator pedal in a vehicle, corresponds to the idling of the hereby controlled engine. If the pedal element is acted upon by an actuating force which is usually applied to the foot, this leads to a movement, usually to a pivoting of the pedal element relative to the base element in the actuation direction. Maximum, the pedal element can be moved to a full operating position, corresponding to a full throttle position for the thereby controlled engine.

Es sind Fahrpedalvorrichtungen bekannt, bei denen am Grundelement ein Drehelement angeordnet ist, das mit dem Pedalelement so gekoppelt ist, dass eine Bewegung des Pedalelements zu einer Drehung des Drehelements führt. So offenbart die EP1602520 A2 eine Fahrpedalvorrichtung mit einem Pedalelement, das mit einem Drehelement so gekoppelt ist, dass es sich bei Bewegung des Pedalelements dreht. Rückstellelemente mit Federn wirken auf das Drehelement zur Rückstellung des Pedalelements entgegen der Betätigungsrichtung. Ein Elektromotor ist über eine Freilauf-Kopplungseinheit mit dem Drehelement gekoppelt und dient zur Erzeugung einer Gegenkraft gegen die Betätigung. Ein Sensor erfasst die Stellung des Drehelements zur Ermittlung der Stellung des Pedalelements.There are accelerator pedal devices are known in which the base element, a rotary member is arranged, which is coupled to the pedal element so that a movement of the pedal element leads to a rotation of the rotary member. So revealed the EP1602520 A2 an accelerator pedal device having a pedal member coupled to a rotary member so as to rotate upon movement of the pedal member. Return elements with springs act on the rotary member for returning the pedal element against the actuation direction. An electric motor is coupled via a freewheel coupling unit with the rotary member and serves to generate a counterforce against the operation. A sensor detects the position of the rotary element for determining the position of the pedal element.

Die Fahrpedalvorrichtung gemäß EP1602520 A2 ist somit als aktives Fahrpedal ausgebildet, bei dem von einem Motor unmittelbar eine Kraft auf das Pedalelement wirkt. Dabei müssen allerdings, um eine Wahrnehmung durch den Benutzer zu gewährleisten, relativ hohe Kräfte vom Motor aufgebracht werden. Zudem muss für eine Beeinflussung der Betätigungscharakteristik des Pedals der Motor ständig aktiv sein.The accelerator pedal device according to EP1602520 A2 is thus designed as an active accelerator pedal, in which acts directly by a motor, a force on the pedal element. However, in order to ensure a perception by the user, relatively high forces must be applied by the engine. In addition, the motor must be constantly active for influencing the operating characteristic of the pedal.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine konstruktiv einfache Fahrpedalvorrichtung vorzuschlagen, bei der die Betätigungscharakteristik auf einfache Weise im Betrieb einstellbar ist.It is an object of the invention to provide a structurally simple accelerator pedal device in which the operating characteristic is easily adjustable during operation.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrpedalvorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 16 mit einer solchen Fahrpedalvorrichtung. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.This object is achieved by an accelerator pedal device according to claim 1 and a vehicle control device according to claim 16 with such an accelerator pedal device. Dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Fahrpedalvorrichtung weist, wie generell oben bereits beschrieben, ein gegenüber einem Grundelement bewegliches Pedalelement auf. Bei Betätigung des Pedalelements kommt es zur Drehung eines Drehelements. An dem Drehelement sind, wie unten näher ausgeführt wird, bevorzugt ein Rotationssensor zur Feststellung der Drehposition des Drehelements und somit zur Feststellung und Übermittlung der Pedalposition, mindestens ein Rückstellelement und mindestens ein Dämpfungselement angeordnet. So wird bei nachlassender Betätigung das Pedalelement entgegen der Betätigungsrichtung bis in die Grundstellung zurückgestellt, wobei das Dämpfungselement für eine Dämpfung der Bewegung und damit auch für eine gewünschte Bewegungshysterese sorgt.The accelerator pedal device according to the invention has, as generally already described above, a pedal element movable relative to a base element. Upon actuation of the pedal element, the rotation of a rotary element occurs. As is explained in greater detail below, a rotation sensor for determining the rotational position of the rotary element and thus for detecting and transmitting the pedal position, at least one restoring element and at least one damping element are preferably arranged on the rotary element. Thus, with decreasing operation, the pedal element is returned against the operating direction to the normal position, wherein the damping element ensures damping of the movement and thus also for a desired Bewegungshysterese.

Dabei weist die Fahrpedalvorrichtung bereits eine eigene, je nach Einsatzzweck wählbare Betätigungscharakteristik, d. h. Verlauf der notwendigen Betätigungskraft über den Betätigungsweg, auf. Bei der erfindungsgemäßen Fahrpedalvorrichtung ist die Betätigungscharakteristik allerdings auch während des Betriebs des Fahrpedals einstellbar.In this case, the accelerator pedal device already has its own, depending on the intended use selectable operating characteristic, d. H. Course of the necessary operating force on the actuation, on. In the accelerator pedal device according to the invention, however, the operating characteristic is also adjustable during operation of the accelerator pedal.

Hierfür ist ein Kulissenelement am Grundelement so angeordnet, dass es mit dem Drehelement in Eingriff kommen kann. Das Kulissenelement ist hierbei verstellbar angeordnet, kann also in seiner Lage verändert werden. Die Verstellung des Kulissenelements erfolgt, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, bevorzugt durch einen Motor. Besonders bevorzugt ist das Kulissenelement um die Drehachse des Drehelements schwenkbar angeordnet.For this purpose, a link element on the base element is arranged so that it can come into engagement with the rotary element. The link element is arranged adjustable, so it can be changed in its location. The adjustment of the link element takes place, as will be explained in more detail below, preferably by a motor. Particularly preferably, the link element is arranged pivotable about the axis of rotation of the rotary member.

Die relative Anordnung von Drehelement und Kulissenelement ist dabei derart ausgebildet, dass sich bei der Betätigung des Pedalelements und der daraus folgenden Drehung des Drehelements an einer Eingriffsstellung ein Eingriff zwischen dem Drehelement und dem Kontaktelement ergibt. Als Eingriff zwischen Drehelement und Kulissenelement wird dabei auch ein Kontakt angesehen, der über einen an einem der beiden Elemente angebrachten Körper erfolgt. Die Eingriffsstellung entspricht dabei – je nach Position des verstellbaren Kulissenelements – jeweils einer bestimmten Betätigung, d. h. Pedalelementposition. Die Pedalelementposition, die der Eingriffsstellung entspricht, liegt dabei – je nach Verstellung des Kulissenelements – zwischen der Grundstellung und der Vollbetätigungsstellung, üblicherweise mit Abstand zur Grundstellung.The relative arrangement of rotary element and link element is designed such that upon actuation of the pedal element and the consequent rotation of the rotary element results in an engagement position engagement between the rotary member and the contact element. As an engagement between the rotary member and link element while a contact is considered, which takes place via a attached to one of the two elements body. The engagement position corresponds - depending on the position of the adjustable link element - each a specific operation, ie pedal element position. The pedal element position, which corresponds to the engaged position, is - depending on the adjustment of the link element - between the basic position and the full-action position, usually with distance to the basic position.

Der an der Eingriffsstellung stattfindende Eingriff zwischen Grundelement und Kulissenelement erfolgt derart, dass ab einem Kontakt der beiden Elemente eine deutliche Rückwirkung auf die Betätigungscharakteristik spürbar wird, nämlich in Form einer Kraftschwelle. Das heißt, für eine weitere Betätigung ist eine erhöhte Betätigungskraft notwendig. Der Verlauf der Betätigungscharakteristik kann dabei die Form einer Stufe annehmen, d. h. dass ab dem Eingriff für den gesamten weiteren Betätigungsweg eine zusätzliche Kraft überwunden werden muss. Alternativ kann der Verlauf auch einer Kraftspitze entsprechen. Eine Betätigungscharakteristik in Form einer Kraftspitze ist bekannt beispielsweise von Kickdown-Vorrichtungen. Dabei muss zur weiteren Betätigung eine Kraftschwelle überwunden werden, wobei aber nach Überwindung der Kraftschwelle die dann zur weiteren Betätigung notwendige Betätigungskraft wieder absinkt. Die Kraftspitze entspricht also einem lokalen Maximum der Betätigungscharakteristik.The taking place at the engagement position engagement between the base element and link element takes place in such a way that from a contact of the two elements a significant reaction to the operating characteristic is felt, namely in the form of a force threshold. That is, for further actuation an increased actuation force is necessary. The course of the operating characteristic can take the form of a stage, d. H. that from the intervention for the entire further actuation an additional force must be overcome. Alternatively, the course can also correspond to a force peak. An operating characteristic in the form of a force peak is known, for example, from kickdown devices. In this case, a force threshold must be overcome for further actuation, but after overcoming the force threshold, the actuating force necessary for further actuation then decreases again. The peak force thus corresponds to a local maximum of the operating characteristic.

Eine derartige Kraftschwelle ist für den Benutzer in der Betätigung des Pedalelements deutlich spürbar. So kann durch geeignete Verstellung des Kulissenelements eine in der Lage verstellbare Kraftschwelle, als Kraftstufe oder Kraftspitze der Betätigungscharakteristik erzielt werden, mit der dem Benutzer Betriebszustände des Fahrzeugs signalisiert werden können. Beispielsweise kann die Kraftschwelle so positioniert sein, dass hierdurch dem Benutzer der Übergang von einem Betriebsbereich günstigen Kraftstoffverbrauchs zu einem Betriebsbereich höheren Kraftstoffverbrauchs signalisiert wird. Alternativ sind auch andere Signalisierungen dieser Art möglich, beispielsweise bei Gefahr drohender Geschwindigkeitsüberschreitung, nicht ausreichendem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, etc. In allen Fällen wird dem Benutzer die Schwelle bewusst gemacht, er kann aber durch Aufbringen der notwendigen Betätigungskraft sich bewusst dafür entscheiden, die Schwelle dennoch zu überschreiten.Such a force threshold is clearly noticeable to the user in the operation of the pedal element. Thus, by suitable adjustment of the link element in a position adjustable force threshold can be achieved as a power level or peak of force of the operating characteristic, with the user operating conditions of the vehicle can be signaled. For example, the force threshold may be positioned to signal the user of the transition from a low fuel consumption operating range to a higher fuel economy operating range. Alternatively, other signaling of this kind are possible, for example, at risk of imminent speeding, insufficient distance to the vehicle ahead, etc. In all cases, the user is made aware of the threshold, but he can consciously decide by applying the necessary operating force, the threshold nevertheless to exceed.

Die Eingriffstellung ist innerhalb eines gewünschten Bereiches durch Verstellen des Kulissenelements einstellbar. Bei diesem Bereich kann es sich bspw. um einen begrenzten Bereich innerhalb des gesamten Betätigungsbereiches, d. h. zwischen Grundstellung und Vollbetätigungsstellung, handeln. Bevorzugt ist der Einstellungsbereich für das Kulissenelement so gewählt, dass die Eingriffsteilung auch aus dem Betätigungsbereich heraus beweglich ist, d. h. in eine Position, die außerhalb der Begrenzungen des Betätigungsbereiches. Dann wird im Betrieb die durch das Kulissenelement ausgelöste Kraftschwelle nicht spürbar und die Vorrichtung verhält sich wie eine herkömmliche Fahrpedalvorrichtung ohne Kraftschwelle (ggf. bis auf einen herkömmlichen Kickdown). Um dies zu erreichen, muss lediglich für die Verstellung des Kulissenelements Raum geschaffen werden, der es erlaubt, das Kulissenelement bis aus dem Betätigungsbereich heraus zu verstellen.The engagement position is adjustable within a desired range by adjusting the link element. This area can be, for example, a limited area within the entire operating area, d. H. between basic position and full-time position, act. Preferably, the adjustment range for the link element is selected so that the engagement division is also movable out of the operating range, d. H. in a position that is outside the limits of the operating range. Then in operation, the force threshold triggered by the link element is not noticeable and the device behaves like a conventional accelerator pedal device without force threshold (possibly up to a conventional kickdown). To achieve this, space must be created only for the adjustment of the link element, which allows to adjust the link element out of the operating area out.

Im Vergleich mit vorbekannten aktiven Fahrpedalen ist die erfindungsgemäße Fahrpedalvorrichtung dabei relativ einfach aufgebaut. Ein Motor muss nicht über den gesamten Betätigungsbereich die Gegenkraft zur Betätigungskraft aufbringen, sondern wird lediglich zur Verstellung des Kulissenelements verwendet und kann somit kleiner und kostengünstiger ausgewählt werden. Die Kraftschwelle ist für den Benutzer gut spürbar und weist eindeutig auf die Überschreitung einer Schwelle hin.In comparison with previously known active accelerator pedals, the accelerator pedal device according to the invention is relatively simple. A motor does not have to apply the counter force to the actuating force over the entire operating range, but is merely used for adjusting the link element and can thus be selected smaller and less expensive. The force threshold is clearly noticeable to the user and clearly indicates that a threshold has been exceeded.

Das Kulissenelement kann linear verstellbar angeordnet sein. Bevorzugt ist es aber schwenkbar angeordnet, besonders bevorzugt schwenkbar um die Drehachse des Drehelements.The link element can be arranged linearly adjustable. Preferably, however, it is pivotally arranged, particularly preferably pivotable about the axis of rotation of the rotary member.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Kulissenelement von einem Motor, bevorzugt einem Elektromotor, verstellbar. Dabei ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine selbsthemmende Getriebevorrichtung zur Verstellung des Kulissenelements vorgesehen. So ist das Kulissenelement bei abgeschaltetem Motor in seiner Position fixiert. Der Motor muss nur zur Verstellung aktiviert werden. Bei einem Ausfall des Motors würde zwar das Kulissenelement an der jeweiligen Verstellposition stehen bleiben, dennoch wäre bis zur Behebung des Defekts ein weiterer Betrieb ohne Sicherheitsbedenken möglich.According to one embodiment of the invention, the link element of a motor, preferably an electric motor, adjustable. In this case, according to a particularly preferred embodiment, a self-locking gear device is provided for adjusting the link element. Thus, the gate element is fixed in position with the engine switched off. The engine only has to be activated for adjustment. In the event of a failure of the engine, the gate element would remain at the respective adjustment position, but further operation would be possible without safety concerns until the defect is remedied.

Besonders bevorzugt wird das Kulissenelement mittels eines Spindeltriebs verstellt. Dabei kann ein Motor eine Drehspindel oder Schnecke antreiben, durch die ein am Kulissenelement vorgesehener Mitnehmer verstellbar ist. Ein Spindeltrieb kann deshalb besonders günstig sein, weil es durch die Übersetzung möglich ist, einen kleinen und kostengünstigen Motor mit relativ geringem Drehmoment zu verwenden. Vor allem ist ein Spindeltrieb selbsthemmend, so dass sich die oben beschriebenen Vorteile ergeben. Für eine geeignete Überwachung der Einstellung des Kulissenelements ist bevorzugt ein Sensor für die Stellung des Kulissenelements vorgesehen. Dieser kann als Umdrehungssensor an der Spindel eines Spindeltriebs realisiert sein.Particularly preferably, the link element is adjusted by means of a spindle drive. In this case, a motor drive a rotary spindle or worm, by which a provided on the gate element driver is adjustable. A spindle drive can therefore be particularly favorable because it is possible by the translation to use a small and inexpensive motor with relatively low torque. Above all, a spindle drive is self-locking, so that there are the advantages described above. For a suitable monitoring of the setting of the link element, a sensor for the position of the link element is preferably provided. This can be realized as a rotation sensor on the spindle of a spindle drive.

Der Eingriff zwischen Kulissenelement und Drehelement kann auf verschiedene Weise so ausgebildet sein, dass sich die erfindungsgemäß vorgesehene Kraftschwelle ergibt. Beispielsweise können Drehelement und Kulissenelement direkt, beispielsweise flächig miteinander in Kontakt treten, so dass sich eine Reibungskraft ergibt. Bevorzugt ist am Drehelement und/oder am Kulissenelement mindestens ein vorstehendes Eingriffselement vorgesehen, an dem der Eingriff erfolgt. Das Eingriffselement kann beispielsweise eine Nocke, ein Vorsprung oder Ähnliches sein, der am Drehelement oder Kulissenelement angeordnet ist und bei Eingriff mit dem jeweils anderen Element in Kontakt kommt. Dabei kann der Kontakt so ausgebildet sein, dass es nur zu einer punktuellen Kraft-Rückwirkung kommt (z. B. Kraftspitze). Der Kontakt kann aber zur Erzeugung einer Kraftstufe auch so ausgebildet sein, dass das Eingriffselement ab dem Eingriff beispielsweise am anderen Element reibt, so dass sich durch die Reibung eine dauerhaft erhöhte Betätigungskraft ergibt. Alternativ kann das Eingriffselement auch das andere Element ab dem Eingriff mitnehmen, wobei es gegen eine Feder arbeitet. So kann ebenfalls eine bleibende Kraftstufe realisiert sein.The engagement between link element and rotary element can be designed in various ways so that the invention provided force threshold results. For example, rotary element and link element directly, for example, surface contact with each other, so that there is a frictional force. Preference is given to the rotary member and / or on the link element at least one projecting engagement element is provided on which the intervention takes place. The engagement element may be, for example, a cam, a projection or the like, which is arranged on the rotary element or link element and comes into engagement with the respective other element. In this case, the contact can be designed so that it comes only to a selective force feedback (eg force peak). However, the contact can also be designed to generate a force level such that the engagement element rubs from the engagement, for example, on the other element, so that the friction results in a permanently increased actuation force. Alternatively, the engagement element can also take the other element from the engagement, working against a spring. So also a permanent power level can be realized.

Das Eingriffselement kann verschieblich gelagert sein, so dass es sich beim Eingriff von einer ersten Position in eine zweite Position verschiebt.The engagement member may be slidably mounted so that it shifts during engagement from a first position to a second position.

Bevorzugt weist das Eingriffselement ein Kraftelement auf. Ein solches Kraftelement, das beispielsweise als mechanische Feder oder als Magnetelement ausgebildet sein kann, bewirkt eine dem Eingriff entgegengerichtete Kraft, die für die weitere Betätigung überwunden werden muss. So sorgt das Kraftelement für die gewünschte Kraftschwelle in der Betätigungscharakteristik.The engagement element preferably has a force element. Such a force element, which may be formed for example as a mechanical spring or as a magnetic element, causes a force opposing the intervention, which must be overcome for further operation. Thus, the force element ensures the desired force threshold in the operating characteristic.

Zur Erzeugung einer Kraftspitze weist das Kraftelement hierbei bevorzugt eine nichtlineare Kraft/Weg-Charakteristik auf, so dass sich eine entsprechende Kraftspitze ausbildet, die gut als Schaltschwelle wahrnehmbar ist. Besonders bevorzugt wird dies durch eine Magnetpaarung erzielt, bei der zwischen mindestens zwei Magnetpaarungselementen, beispielsweise zwei Permanentmagneten oder einem Permanentmagnet und einem ferromagnetischen Gegenelement, eine magnetische Anziehungskraft wirkt. Bevorzugt ist die Magnetpaarung so gebildet, dass beim Eingriff die zuvor nahe aneinander angeordneten Magnetpaarungselemente voneinander getrennt werden. Dabei ergibt sich eine stark nichtlineare Betätigungscharakteristik, die als Kraftspitze gut wahrnehmbar ist.In order to generate a force peak, the force element here preferably has a non-linear force / displacement characteristic, so that a corresponding force peak is formed, which is readily perceptible as a switching threshold. This is particularly preferably achieved by a magnetic pairing in which a magnetic attraction force acts between at least two magnet pairing elements, for example two permanent magnets or a permanent magnet and a ferromagnetic counterelement. Preferably, the magnet pairing is formed so that the previously close to each other arranged magnet pairing elements are separated from each other during the procedure. This results in a strong non-linear actuation characteristic, which is well perceived as a force peak.

Das Eingriffselement ist bevorzugt am Drehelement angeordnet und kommt in der Eingriffsstellung mit einer Eingriffsfläche des Kulissenelements in Kontakt. Weiter bevorzugt ist es radial verschieblich angeordnet, wobei an der Eingriffsstelle eine weitere Betätigung zu einer Verschiebung des Kontaktelements führt. Bevorzugt weist das Eingriffselement eine abgerundete Kontaktfläche auf, mit der es die Eingriffsfläche des gegenüberliegenden Elements beim Eingriff berührt, ohne dass es zu Verklemmungen kommen kann.The engagement element is preferably arranged on the rotary element and comes in the engaged position with an engagement surface of the link element in contact. More preferably, it is arranged radially displaceable, wherein at the point of engagement, a further actuation leads to a displacement of the contact element. Preferably, the engagement member has a rounded contact surface with which it contacts the engagement surface of the opposing member during engagement, without causing jamming.

Andere Weiterbildungen der Erfindung betreffen das Drehelement und dessen Verwendung innerhalb der Fahrpedalvorrichtung. So ist bevorzugt ein Sensor am Drehelement vorgesehen. Der Sensor erfasst die Drehstellung des Drehelements und übermittelt diese als elektrisches Signal, beispielsweise zur Verwendung in einer Motorsteuerung. Als Sensor können verschiedenste Bauformen eingesetzt werden, insbesondere potentiometrische Sensoren, induktive Sensoren, optische Sensoren oder Magnetsensoren, wie Hall- oder GMR-Sensoren. Der Sensor ist bevorzugt im Bereich der Drehachse des Drehelements angeordnet.Other developments of the invention relate to the rotary member and its use within the accelerator pedal device. Thus, a sensor is preferably provided on the rotating element. The sensor detects the rotational position of the rotary element and transmits this as an electrical signal, for example for use in a motor control. As a sensor, a variety of designs can be used, in particular potentiometric sensors, inductive sensors, optical sensors or magnetic sensors, such as Hall or GMR sensors. The sensor is preferably arranged in the region of the axis of rotation of the rotary element.

Weiter ist am Drehelement bevorzugt mindestens ein Rückstellelement vorgesehen, das eine Rückstellkraft zum Rückstellen des Pedalelements gegen die Betätigungsrichtung aufbringt. Ein solches Rückstellelement, beispielsweise eine mechanische Feder, kann natürlich auch direkt am Pedalelement angreifen, es ist aber bevorzugt, die Rückstellung des Pedalelements über das Drehelement vorzusehen. Als Rückstellelement ist bevorzugt eine (besser zwei um eine Redundanz zu erhalten) Spiralfeder vorgesehen, die um die Drehachse des Drehelements herum gewunden ist und deren Enden sich am Grundelement einerseits und am Drehelement andererseits abstützen. So können bei kompakter Bauform relativ hohe Federkräfte erzielt werden.Further, at least one return element is preferably provided on the rotary element, which applies a restoring force for returning the pedal element against the actuation direction. Of course, such a restoring element, for example a mechanical spring, can also act directly on the pedal element, but it is preferable to provide the return of the pedal element via the rotary element. As a restoring element, it is preferable to provide a coil spring (better two for redundancy), which is wound around the rotation axis of the rotary element and whose ends are supported on the base element on the one hand and on the rotary element on the other hand. Thus, in a compact design, relatively high spring forces can be achieved.

Bevorzugt ist die Fahrpedalvorrichtung Teil einer Fahrzeugsteuervorrichtung, die zusätzlich eine Steuereinheit für die Verstellung des Kulissenelements vorsieht. Die Steuereinheit steuert hierfür den beispielsweise vorhandenen Motor an, um die Verstellung des Kulissenelements so vorzugeben, dass die Eingriffsstellung einer gewünschten Betätigungsstellung des Pedalelements entspricht, bei der die Kraftschwelle in der Betätigungscharakteristik dann ausgelöst wird. Die Steuereinheit kann als separate elektronische Steuereinheit nur für die Vorgabe der Verstellung des Kulissenelements vorgesehen sein, sie ist aber bevorzugt als Teil einer elektronischen Steuereinheit ausgebildet, die weitere Steuerfunktionen im Bereich der Fahrzeugsteuerung übernimmt. Insbesondere kann die Steuereinheit Teil der ECU (Electronic Control Unit) sein, die auch das Signal eines bevorzugt vorhandenen Sensors für die Pedalstellung verarbeitet.Preferably, the accelerator pedal device is part of a vehicle control device, which additionally provides a control unit for the adjustment of the link element. For this purpose, the control unit controls the motor present, for example, in order to predetermine the adjustment of the link element such that the engagement position corresponds to a desired actuation position of the pedal element, in which case the force threshold in the actuation characteristic is triggered. The control unit may be provided as a separate electronic control unit only for the specification of the adjustment of the link element, but it is preferably formed as part of an electronic control unit, which takes over further control functions in the field of vehicle control. In particular, the control unit may be part of the ECU (Electronic Control Unit), which also processes the signal of a preferred sensor for the pedal position.

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigenEmbodiments will be described in more detail below with reference to drawings. Show here

1 in schematischer Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer Fahrpedalvorrichtung in einer Grundstellung mit einem Kulissenelement in einer ersten Position; 1 in a schematic side view of a first embodiment of an accelerator pedal device in a basic position with a link element in a first position;

2 die Fahrpedalvorrichtung aus 1 mit dem Kulissenelement in einer zweiten Position; 2 the accelerator pedal device off 1 with the link element in a second position;

3 die Fahrpedalvorrichtung aus 1, 2 in einer Betätigungsstellung; 3 the accelerator pedal device off 1 . 2 in an operating position;

4 in vergrößerter, schematischer Seitenansicht ein Dreh- und ein Kulissenelement der Fahrpedalvorrichtung der 1–3 in einer ersten Stellung; 4 in an enlarged, schematic side view of a rotary and a link element of the accelerator pedal device of 1 - 3 in a first position;

5 in vergrößerter, schematischer Seitenansicht ein Dreh- und ein Kulissenelement der Fahrpedalvorrichtung der 1–4 in einer zweiten Stellung; 5 in an enlarged, schematic side view of a rotary and a link element of the accelerator pedal device of 1 - 4 in a second position;

6 in Diagrammform eine Betätigungscharakteristik der Fahrpedalvorrichtung gemäß 1–5; 6 in diagram form an operating characteristic of the accelerator pedal device according to 1 - 5 ;

7 in schematischer Seitenansicht eine zweite Ausführungsform einer Fahrpedalvorrichtung als hängendes Pedal; 7 a schematic side view of a second embodiment of an accelerator pedal device as a hanging pedal;

8 in perspektivischer Darstellung eine Fahrpedalvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; 8th in perspective view an accelerator pedal device according to a third embodiment;

9 in Seitenansicht die Fahrpedalvorrichtung gemäß 8 mit entfernter Abdeckung und 9 in side view, the accelerator pedal device according to 8th with removed cover and

10 im Längsschnitt ein Drehelement, ein Kulissenelement und Verstellvorrichtung der Fahrpedalvorrichtung aus 8, 9. 10 in longitudinal section a rotary member, a link element and adjusting the accelerator pedal device 8th . 9 ,

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Fahrpedalvorrichtung 10 mit einem Pedalelement 12, das an einem Grundelement 14 schwenkbar angeordnet ist. Das Pedalelement 12 ist dabei in 1 in einer Grundstellung gezeigt, in die es von Rückstellfedern (nicht dargestellt) zurückgestellt wird. Aus der Grundstellung kann das Pedalelement beispielsweise durch Fußbedienung in Betätigungsrichtung B geschwenkt werden. 1 shows a first embodiment of an accelerator pedal device 10 with a pedal element 12 that is attached to a primitive element 14 is arranged pivotally. The pedal element 12 is in 1 shown in a home position, in which it is reset by return springs (not shown). From the basic position, the pedal element can be pivoted, for example by foot control in the direction of actuation B.

Am Grundelement 14 ist ein Drehelement 16 angeordnet, dass um eine mittlere Drehachse 18 drehbar ist. Das Pedalelement 12 ist mit dem Drehelement 16 über einen Hebel 20 so gekoppelt, dass sich das Drehelement 16 bei Betätigung des Pedalelements 12 dreht. Am Drehelement 16 sind ein Sensor zur Ermittlung der Drehposition des Drehelements 16 und ein Reibelement zur Dämpfung der Bewegung und Erzeugung einer Bewegungshysterese vorgesehen. Beide Elemente sind in der vereinfachten Darstellung der ersten Ausführungsform nicht gezeigt. In der Beschreibung einer dritten Ausführungsform im Hinblick auf die 8–10 werden Beispiele derartiger Elemente gezeigt.At the basic element 14 is a rotary element 16 arranged around a central axis of rotation 18 is rotatable. The pedal element 12 is with the rotary element 16 over a lever 20 coupled so that the rotary element 16 upon actuation of the pedal element 12 rotates. On the rotary element 16 are a sensor for determining the rotational position of the rotary member 16 and a friction member for damping the movement and generating a movement hysteresis is provided. Both elements are not shown in the simplified representation of the first embodiment. In the description of a third embodiment with regard to 8th - 10 Examples of such elements are shown.

Wie in 1 weiter dargestellt ist außen am Drehelement 16 ein Eingriffselement 22 zu sehen, das als radial verschieblicher Stift mit einem abgerundeten Stiftkopf 24 ausgebildet ist.As in 1 is further shown on the outside of the rotary member 16 an engagement element 22 seen as a radially displaceable pen with a rounded pin head 24 is trained.

Neben dem Drehelement 16 ist ein Kulissenelement 26 angeordnet. Das Kulissenelement 26 ist um die Drehachse 18 des Drehelements 16 verschwenkbar. Ein Motor 28 mit einer Spindel 30 dient zum Verstellen der Position des Kulissenelements 26, an dessen Rückseite ein Mitnehmerelement 32 angeordnet ist, das mit der Spindel 30 im Eingriff steht. So kann mit Hilfe des Elektromotors 28 über den Spindeltrieb 30, 32 die Position des Kulissenelements 26 verstellt werden.Next to the rotary element 16 is a backdrop element 26 arranged. The backdrop element 26 is about the axis of rotation 18 of the rotary element 16 pivotable. An engine 28 with a spindle 30 used to adjust the position of the link element 26 , on the back of a driver element 32 is arranged, with the spindle 30 is engaged. So can with the help of the electric motor 28 over the spindle drive 30 . 32 the position of the link element 26 be adjusted.

2 zeigt die Fahrpedalvorrichtung 10 entsprechend 1, wobei allerdings durch den Motor 28 und den Spindeltrieb 30, 32 das Kulissenelement 26 in eine andere Position verfahren wurde. 2 shows the accelerator pedal device 10 corresponding 1 , although by the engine 28 and the spindle drive 30 . 32 the backdrop element 26 was moved to another position.

Bei der Betätigung des Pedalelements 12 in Betätigungsrichtung B kommt ab einer bestimmten Pedalstellung das Eingriffselement 22 in Eingriff, d. h. Kontakt mit dem Kulissenelement 26. In der in 2 dargestellten Position steht das Eingriffselement 22 unmittelbar vor dem Kontakt mit dem Kulissenelement 26. Bei weiterer Betätigung kontaktiert der abgerundete Kopf 24 des Eingriffselements 22 eine innere Fläche des Kulissenelements 26. 3 zeigt, wie bei weiterer Betätigung der Kopf 24 auf der inneren Fläche gleitet.When operating the pedal element 12 in the direction of actuation B comes from a certain pedal position, the engagement element 22 in engagement, ie contact with the link element 26 , In the in 2 shown position is the engagement element 22 immediately before contact with the link element 26 , Upon further actuation, the rounded head contacts 24 of the engagement element 22 an inner surface of the link element 26 , 3 shows how to continue the head 24 slides on the inner surface.

Die Vorgänge beim Eingriff des Eingriffselements 22 mit dem Kulissenelement 26 sind in 4, 5 vergrößert dargestellt. Durch den Kontakt des Kopfes 24 mit der inneren Fläche 34 des Kulissenelements 26 wird das Eingriffselement 22 radial nach innen gedrückt. Der Kopf 24 des Eingriffselements 22 ist über einen Stößel 36 mit einem Permanentmagnetelement 38 fest verbunden, dass in der in 4 gezeigten Stellung vor Eingriff an einem ferromagnetischen Gegenelement 40 anliegt, welches fest mit dem Drehelement 16 verbunden ist.The operations during engagement of the engagement element 22 with the backdrop element 26 are in 4 . 5 shown enlarged. Through the contact of the head 24 with the inner surface 34 of the backdrop element 26 becomes the engagement element 22 pressed radially inward. The head 24 of the engagement element 22 is over a pestle 36 with a permanent magnet element 38 firmly attached to that in the 4 shown position before engagement with a ferromagnetic counter element 40 is present, which firmly with the rotating element 16 connected is.

Durch die radiale Bewegung des Kopfes 24 und des damit verkoppelten Permanentmagnetelements 38 kommt es zu einer Trennung der Magnetpaarung 38, 40 zwischen dem ferromagnetischen Element 40 und dem Permanentmagnetelement 38. Hierfür muss allerdings die magnetische Anziehungskraft der Magnetpaarung 38, 40 überwunden werden. Dies ist nur durch eine erhöhte auf das Pedalelement 12 aufzubringende Betätigungskraft möglich. Erst durch diese zusätzliche Betätigungskraft kommt es zur radialen Verschiebung des Kopfes 24 des Eingriffselements 22 ab dem Moment des Kontaktes mit dem Kulissenelement 26.By the radial movement of the head 24 and the thus coupled permanent magnet element 38 it comes to a separation of the magnetic pairing 38 . 40 between the ferromagnetic element 40 and the permanent magnet element 38 , However, this requires the magnetic attraction of the magnet pairing 38 . 40 be overcome. This is only due to an increased on the pedal element 12 applied operating force possible. Only by this additional actuating force it comes to the radial displacement of the head 24 of the engagement element 22 from the moment of contact with the gate element 26 ,

Die Charakteristik der Magnetpaarung 38, 40 ist dabei nichtlinear. Zunächst ist eine relativ hohe Kraft zum Abreißen des Magnetelements 38 vom ferromagnetischen Gegenelement 40 erforderlich. Nach Trennung der Magnetpaarung 38, 40 wirkt wegen des mittlerweile entstandenen Abstandes aber eine nur vergleichsweise geringe Anziehungskraft zwischen den beiden Elementen, so dass der Kopf 24 des Eingriffselements 22 bei der weiteren Drehung des Drehelements 16 sich zwar auf der Innenfläche 34 bewegt, allerdings aufgrund der geringen Anpresskraft dort nur geringe zusätzliche Reibung erzeugt. The characteristic of the magnetic pairing 38 . 40 is nonlinear. First, a relatively high force for tearing off the magnetic element 38 from the ferromagnetic counter element 40 required. After separation of the magnetic pairing 38 . 40 Because of the distance that has now arisen, however, only a relatively small attraction between the two elements, so that the head 24 of the engagement element 22 in the further rotation of the rotary member 16 Although on the inner surface 34 moved, but due to the low contact pressure generated there only slight additional friction.

In 6 ist symbolisch eine Betätigungscharakteristik der Fahrpedalvorrichtung 10 dargestellt. Gezeigt zunächst als durchgezogene Linie ist der Verlauf einer notwendigen Betätigungskraft F, die in Betätigungsrichtung B aufzubringen ist, um das Fahrpedalelement 12 herunterzudrücken, über den Betätigungsweg B.In 6 is symbolic an operating characteristic of the accelerator pedal device 10 shown. Shown first as a solid line is the course of a necessary operating force F, which is applied in the direction of actuation B to the accelerator pedal element 12 depressing, via the actuation B.

Die Kraft/Weg-Kennlinie 41 beginnt in der Grundstellung (B = 0) aufgrund der Vorspannung des Rückholelements bei einer Grundkraft F0. Der für die Betätigung notwendige Anstieg der Betätigungskraft F verläuft zunächst linear mit einer Steigung entsprechend der Federkonstanten des Rückholelements. Nahe einer Position B1, die einer Eingriffsposition zwischen dem Eingriffselement 22 und dem Kulissenelement 26 entspricht, zeigt die Betätigungscharakteristik 41 eine Kraftspitze 42. Diese zeigt einen zunächst deutlichen Anstieg der notwendigen Betätigungskraft F entsprechend der Kraft, die zur Trennung der Magnetpaarung 38, 40 notwendig ist. Nach Trennung der Magnetpaarung 38, 40 sinkt die für die weitere Betätigung erforderliche Kraft F ab, so dass sich die Kraftspitze 42 als deutlich lokales Maximum abzeichnet. Im Folgenden steigt die weitere notwendige Betätigungskraft F wieder linear an. Im Bereich einer Vollbetätigungsstellung BV ist eine weitere Kraftspitze 44 gebildet. Die Kraftspitze 44 ergibt sich in Folge eines zwischen dem Pedalelement 12 und Grundelement 14 angeordneten Kickdown-Schalters (nicht dargestellt), wie er aus Fahrpedalmodulen für Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe an sich bekannt ist.The force / displacement characteristic 41 begins in the normal position (B = 0) due to the bias of the return element at a basic force F 0 . The necessary for the actuation increase of the actuating force F initially runs linearly with a slope corresponding to the spring constant of the return element. Near a position B 1 , which is an engaged position between the engagement member 22 and the backdrop element 26 corresponds, shows the operating characteristic 41 a force peak 42 , This shows an initially significant increase in the necessary actuation force F corresponding to the force required to separate the magnet pairing 38 . 40 necessary is. After separation of the magnetic pairing 38 . 40 decreases the force required for further operation F from, so that the force peak 42 as clearly local maximum signs. In the following, the further necessary actuation force F increases again linearly. In the area of a full-action position B V is another point of force 44 educated. The power point 44 arises as a result of a between the pedal element 12 and basic element 14 arranged kickdown switch (not shown), as it is known from accelerator pedal modules for motor vehicles with automatic transmission itself.

Bei der Rückstellung des Pedalelements 12 bei nachlassender Betätigungskraft F verläuft die Kraft/Weg-Kennlinie 41 knapp unterhalb des Verlaufes bei Bewegung in Betätigungsrichtung. Dies ist die Wirkung des (in 1–3 nicht dargestellten) Reibelements am Drehelement 16, das zu dem gewünschten Hystereseverhalten führt.When resetting the pedal element 12 When the actuating force F decreases, the force / displacement characteristic curve is running 41 just below the course when moving in the direction of actuation. This is the effect of (in 1 - 3 not shown) friction elements on the rotary element 16 which leads to the desired hysteresis behavior.

Bei der in 6 dargestellten Betätigungscharakteristik 41 ist die Position der Kraftspitze 42 an der Betätigungsposition B1 das Resultat einer entsprechenden Einstellung der Position des Kulissenelements 26. Wird durch den Motor 28 und den Spindeltrieb 30, 32 das Kulissenelement 26 in eine andere Position verfahren, so verschiebt sich damit die Position des Eingriffs zwischen dem Drehelement 16 mit dem Eingriffelement 22 und dem Kulissenelement 26 und somit auch die Position der Kraftspitze 42. Beispielhaft ist in 6 als gepunktete Linie ein alternativer Verlauf dargestellt, bei dem die Kraftspitze 42' an einer Position B2 im Abstand von der Position B1 angeordnet ist.At the in 6 illustrated operating characteristic 41 is the position of the force peak 42 at the operating position B 1, the result of a corresponding adjustment of the position of the link element 26 , Is by the engine 28 and the spindle drive 30 . 32 the backdrop element 26 moved to another position, so shifts the position of the engagement between the rotary member 16 with the engagement element 22 and the backdrop element 26 and thus also the position of the force peak 42 , Exemplary is in 6 shown as a dotted line an alternative course in which the force peak 42 ' is arranged at a position B 2 at a distance from the position B 1 .

Die Position der Kraftspitze 42 bzw. 42' kann je nach Beweglichkeit des Kulissenelements 26 an beliebige Stellen der Betätigungscharakteristik 41 und sogar aus dem Betätigungsbereich heraus verschoben werden. So ist die Kraftspitze 42 zum Zwecke einer entsprechenden Signalisierung an den Fahrer bei unterschiedlichem Betätigungsgrad des Pedalelements 12 spürbar, oder – bei entsprechendem Verfahren des Kulissenelements 26 aus dem Betätigungsbereich heraus – es ist in der Kennlinie 41 keine Kraftspitze 42 mehr spürbar und das Pedal verhält sich wie ein herkömmliches Fahrpedal.The position of the force peak 42 respectively. 42 ' can depending on the flexibility of the link element 26 at any points of the operating characteristic 41 and even be moved out of the operating area. That's the force peak 42 for the purpose of a corresponding signaling to the driver at different degrees of actuation of the pedal element 12 perceptible, or - with appropriate procedure of the gate element 26 out of the operating range - it is in the characteristic curve 41 no force peak 42 more noticeable and the pedal behaves like a conventional accelerator pedal.

Bei der Ausgestaltung des Eingriffselements 22, wie aus 1–5 ersichtlich, zeigt sich in der Betätigungscharakteristik (6) an der Eingriffsstelle B1 die Kraftspitze 42. Nach Überwinden der Kraftspitze fällt die Betätigungskraft wieder zurück. Im Fall abweichender Gestaltungen des Eingriffs können sich aber auch andere Verläufe ergeben, beispielsweise eine Kraftstufe (strichpunktierte Linie in 6), bei der sich auch nach dem Eingriff eine dauerhaft erhöhte Betätigungskraft F ergibt. Dies kann beispielsweise erzielt werden, indem das Eingriffselement 22 nach Überwindung der Kraftschwelle 42 am Kulissenelement 26 reibt, beispielsweise beaufschlagt durch eine radial wirkende Feder. Alternativ kann die Kraftstufe, d. h. dauerhaft erhöhte Betätigungskraft F auch erzielt werden, indem nicht oder nicht ausschließlich Reibung der Bewegung des Drehelements entgegensteht, sondern das Eingriffselement ab dem Eingriff, d. h. der Berührung des Kulissenelements gegen eine zusätzliche Feder gedrückt wird, die zur weiteren Betätigung gespannt werden muss.In the embodiment of the engagement element 22 , like out 1 - 5 can be seen in the operating characteristic ( 6 ) at the point of intervention B 1, the force peak 42 , After overcoming the force peak, the operating force drops again. In the case of deviating configurations of the intervention, however, other courses may also result, for example a power level (dot-dash line in FIG 6 ), which results in a permanently increased operating force F even after the procedure. This can be achieved, for example, by the engagement element 22 after overcoming the power threshold 42 on the backdrop element 26 rubs, for example, acted upon by a radially acting spring. Alternatively, the power level, ie permanently increased operating force F can also be achieved by not or not exclusively friction of the movement of the rotary member is opposed, but the engagement member from the engagement, ie the contact of the link element is pressed against an additional spring, which is tensioned for further operation must become.

7 zeigt eine Fahrpedalvorrichtung 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei stimmen einige Elemente mit der ersten Ausführungsform einer Fahrpedalvorrichtung 10 gemäß 1–5 überrein. Übereinstimmende Elemente sind hierbei mit identischen Bezugszeichen versehen. Nachfolgend wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsformen eingegangen. 7 shows an accelerator pedal device 110 according to a second embodiment of the invention. Here, some elements agree with the first embodiment of an accelerator pedal device 10 according to 1 - 5 about pure. Matching elements are provided here with identical reference numerals. In the following, essentially the differences between the embodiments will be discussed.

Die Fahrpedalvorrichtung 110 ist als hängendes Pedal ausgebildet im Gegensatz zum stehenden Pedal der ersten Ausführungsform. Als Pedalelement ist ein Pedalarm 112 mit einer Pedalplatte 113 vorgesehen, der an einem Grundelement 114 schwenkbar aufgehängt ist.The accelerator pedal device 110 is designed as a hanging pedal in contrast to the standing pedal of the first embodiment. As pedal element is a pedal arm 112 with a pedal plate 113 provided, attached to a primitive element 114 is hung pivotally.

Wie bei der ersten Ausführungsform ist der Pedalarm 112 über einen Hebel 20 mit einem Drehelement 16 gekoppelt, so dass ab einer bestimmten Betätigungsposition ein Eingriffselement 22 mit einem motorisch verstellbaren Kulissenelement 26 in Eingriff kommt. So lässt sich auch bei der zweiten Ausführungsform je nach Verstellung des Kulissenelements 26 mittels des Motors 28 und Spindeltriebs 30, 32 eine andere Betätigungscharakteristik mit verschiedener Position einer Kraftspitze 42 erzielen.As in the first embodiment, the pedal arm 112 over a lever 20 with a rotary element 16 coupled, so that from a certain operating position, an engagement element 22 with a motor-adjustable link element 26 engages. Thus, also in the second embodiment, depending on the adjustment of the link element 26 by means of the engine 28 and spindle drive 30 . 32 another operating characteristic with different position of a force peak 42 achieve.

In 8–10 ist als dritte Ausführungsform einer Fahrpedalvorrichtung 210 eine konkrete konstruktive Umsetzung beispielhaft gezeigt. Die Fahrpedalvorrichtung 210 umfasst ein Pedalelement 212, dass über ein Filmscharnier schwenkbar an einem Grundelement 214 angeordnet ist. Das Grundelement 214 ist als Gehäuse ausgebildet, in dessen Inneren ein Drehhebel 216 als Drehelement drehbar angeordnet ist, der über einen Hebel 220 mit dem Pedalelement 212 gekoppelt ist. Der Drehhebel 216 ist durch zwei axial nebeneinander angeordnete Spiralfedern entgegen der Betätigungsrichtung vorgespannt, von denen in der Schnittdarstellung in 10 eine Feder 213 gezeigt ist, die sich mit einem Ende 221 am Grundelement 214 und mit dem anderen Ende 223 am Drehhebel 216 abstützt. Die Spiralfeder 213 ist um die Drehachse des Drehhebels 216 herum gewunden und bringt so eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung auf.In 8th - 10 is a third embodiment of an accelerator pedal device 210 a concrete constructive implementation shown as an example. The accelerator pedal device 210 includes a pedal element 212 in that a film hinge pivots on a base element 214 is arranged. The basic element 214 is designed as a housing, in its interior a rotary lever 216 is rotatably arranged as a rotary element, which via a lever 220 with the pedal element 212 is coupled. The rotary lever 216 is biased by two axially juxtaposed coil springs against the operating direction, of which in the sectional view in 10 a feather 213 shown is with one end 221 at the basic element 214 and with the other end 223 on the rotary lever 216 supported. The spiral spring 213 is about the rotation axis of the rotary lever 216 wound around and thus brings a force against the direction of actuation.

Axial auf der Drehachse des Drehhebels 216 ist ein induktiver Sensor 211 angeordnet, mit dem die Drehposition des Drehhebels 216 ermittelt und als elektrisches Signal an einem Steckerausgang (siehe 8) ausgegeben wird.Axial on the rotation axis of the rotary lever 216 is an inductive sensor 211 arranged, with which the rotational position of the rotary lever 216 determined and as an electrical signal at a connector output (see 8th ) is output.

Der Drehhebel 216 umfasst ein Auslöserelement 215, dass in Kontakt mit einer Kickdown-Feder 217 des Grundelements 214 im Bereich der Vollbetätigungsstellung eine Kickdown-Charakteristik (s. Kraftspitze 44 in 6) auslöst. Bei einer Betätigung des Pedalelements 212 bis zum unteren Anschlag drückt das Auslöserelement 215 gegen die Kickdown-Feder 217. Durch die dafür notwendige Kraft für das Wegfedern der Kickdown-Feder 217 entsteht die bereits beschriebene Kraftspitze 44.The rotary lever 216 includes a trigger element 215 that in contact with a kickdown spring 217 of the primitive 214 in the area of the fully actuated position, a kickdown characteristic (see force peak 44 in 6 ) triggers. Upon actuation of the pedal element 212 until the lower stop pushes the trigger element 215 against the kickdown pen 217 , By the necessary force for the feathering of the kickdown spring 217 arises the already described force peak 44 ,

Am Drehhebel 216 ist ein Kulissenelement 226 angebracht, dass eine äußere Verzahnung 232 als Mitnahmeelement aufweist. Eine innere Fläche 234 (siehe 10) weist in Richtung des Drehhebels 216. Mit äußeren Halterringen ist das Kulissenelement 226 so an der Drehachse des Drehhebels 216 befestigt, dass es ebenfalls um diese Achse verschwenkbar innerhalb des Grundelements 214 angeordnet ist.At the rotary lever 216 is a backdrop element 226 attached that an external toothing 232 has as entrainment element. An inner surface 234 (please refer 10 ) points in the direction of the rotary lever 216 , With outer retaining rings is the link element 226 so on the axis of rotation of the rotary lever 216 attached, that it is also pivotable about this axis within the basic element 214 is arranged.

Wie aus 10 ersichtlich sind ein Motor 228 und eine Spindel 230 innerhalb des. Grundelements 214 so angeordnet, dass hierdurch das Kulissenelement 226 in seiner Position verstellt werden kann. Ein Eingriffselement 222 weist einen abgerundeten Kopf 224 auf, der wie in 4, 5 in Verbindung mit der ersten Ausführungsform dargestellt über einen Stößel mit einer Magnetpaarung verbunden ist.How out 10 It can be seen an engine 228 and a spindle 230 within the basic element 214 arranged so that thereby the link element 226 can be adjusted in its position. An engaging element 222 has a rounded head 224 on, like in 4 . 5 represented in connection with the first embodiment is connected via a plunger with a magnetic pairing.

Wie bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert, ergibt sich auch bei der dritten Ausführungsform bei Betätigung des Pedalelements 212 und entsprechender Drehung des Drehhebels 216 an einer Eingriffsstellung ein Kontakt zwischen dem Kopf 224 des Eingriffselements 222 und der Innenfläche 234 des Kulissenelements 226. Hierdurch wird der Kopf 224 des Eingriffselements 222 radial nach innen gedrückt und die Magnetpaarung getrennt. Die hierfür erforderliche Kraft zeigt sich als Kraftspitze in der Betätigungscharakteristik (6). Mit Hilfe des Motors 228 wird die Position des Kulissenelements verstellt. Dabei ist an der Spindel 230 ein optischer Sensor (Lichtschranke) zur Ermittlung der Anzahl von Umdrehungen der Spindel 230 vorgesehen. Dieser optische Sensor (nicht dargestellt) dient somit als Positionssensor des Kulissenelements 226. So können gewünschte Positionen für die Kraftspitze 42 (6) gezielt angefahren und eine entsprechende Betätigungscharakteristik eingestellt werden.As already explained in connection with the first embodiment, results also in the third embodiment upon actuation of the pedal element 212 and corresponding rotation of the rotary lever 216 at an engaged position a contact between the head 224 of the engagement element 222 and the inner surface 234 of the backdrop element 226 , This turns the head 224 of the engagement element 222 pressed radially inward and the magnetic pairing separated. The force required for this is shown as a force peak in the operating characteristic ( 6 ). With the help of the engine 228 the position of the link element is adjusted. It is on the spindle 230 an optical sensor (photocell) to determine the number of revolutions of the spindle 230 intended. This optical sensor (not shown) thus serves as a position sensor of the link element 226 , So can desired positions for the force peak 42 ( 6 ) targeted and set a corresponding operating characteristic.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1602520 A2 [0003, 0004] EP 1602520 A2 [0003, 0004]

Claims (16)

Fahrpedalvorrichtung mit – einem Pedalelement (12, 112, 212) das gegenüber einem Grundelement (14, 114, 214) beweglich angeordnet ist, wobei es von einer Grundstellung in einer Betätigungsrichtung (B) in eine Vollbetätigungsstellung beweglich ist, – wobei ein Drehelement (16, 216) am Grundelement angeordnet ist, das mit dem Pedalelement (12, 112, 212) so gekoppelt ist, dass eine Bewegung des Pedalelements zu einer Drehung des Drehelements (16, 216) führt, dadurch kennzeichnet dass, – am Grundelement (14, 114, 214) ein Kulissenelement (26, 226) angeordnet ist, wobei das Drehelement (16, 216) bei der Betätigung des Pedalelements (12, 112, 212) an einer Eingriffsstellung (B1, B2) mit dem Kulissenelement (26, 226) in Eingriff kommt, – wobei bei der Eingriffsstellung (B1, B2) eine Kraftschwelle (42, 42') der Betätigungskraft (F) für eine weitere Betätigung überwunden werden muss – und wobei das Kulissenelement (26, 226) verstellbar angeordnet ist, so dass die Eingriffsstellung (B1, B2) einstellbar ist.Accelerator pedal device with - a pedal element ( 12 . 112 . 212 ) compared to a basic element ( 14 . 114 . 214 ) is movably arranged, wherein it is movable from a basic position in an actuating direction (B) to a full operating position, - wherein a rotary element ( 16 . 216 ) is arranged on the base element which is connected to the pedal element ( 12 . 112 . 212 ) is coupled so that a movement of the pedal element to a rotation of the rotary member ( 16 . 216 ), characterized in that, - at the basic element ( 14 . 114 . 214 ) a gate element ( 26 . 226 ), wherein the rotary element ( 16 . 216 ) upon actuation of the pedal element ( 12 . 112 . 212 ) at an engagement position (B 1 , B 2 ) with the link element ( 26 . 226 ) is engaged, - wherein at the engagement position (B 1 , B 2 ) a force threshold ( 42 . 42 ' ) of the actuating force (F) must be overcome for a further actuation - and wherein the link element ( 26 . 226 ) is adjustably arranged, so that the engagement position (B 1 , B 2 ) is adjustable. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 1, bei der – das Kulissenelement (26, 226) um die Drehachse des Drehelements (16, 216) schwenkbar angeordnet ist.Accelerator pedal device according to claim 1, in which - the link element ( 26 . 226 ) about the axis of rotation of the rotary element ( 16 . 216 ) is pivotally mounted. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Kulissenelement (26, 226) mittels eines Motors (28, 228) verstellbar ist.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - the link element ( 26 . 226 ) by means of a motor ( 28 . 228 ) is adjustable. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Kulissenelement (26, 226) mittels einer selbsthemmenden Getriebevorrichtung (30, 32, 230, 232) verstellbar ist.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - the link element ( 26 . 226 ) by means of a self-locking gear device ( 30 . 32 . 230 . 232 ) is adjustable. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Kulissenelement (26, 226) mittels eines Spindeltriebs (30, 32, 230, 232) verstellbar ist.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - the link element ( 26 . 226 ) by means of a spindle drive ( 30 . 32 . 230 . 232 ) is adjustable. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – mindestens ein Sensor für die Stellung des Kulissenelements vorgesehen ist.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - At least one sensor for the position of the link element is provided. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – am Drehelement (16, 216) und/oder am Kulissenelement (26, 226) mindestens ein vorstehendes Eingriffselement (22, 222) vorgesehen ist, durch das der Eingriff erfolgt.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - on the rotary element ( 16 . 216 ) and / or on the gate element ( 26 . 226 ) at least one protruding engagement element ( 22 . 222 ) is provided through which the intervention takes place. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 7, bei der – das Eingriffselement (22) verschieblich gelagert ist.An accelerator pedal device according to claim 7, in which - the engagement element ( 22 ) is slidably mounted. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8, bei der – das Eingriffselement (22, 222) mindestens ein Kraftelement (38, 40) aufweist, wobei das Kraftelement (38, 40) eine dem Eingriff entgegengerichtete Kraft aufbringt, die für die weitere Betätigung überwunden werden muss.An accelerator pedal device according to any one of claims 7, 8, in which - the engagement element ( 22 . 222 ) at least one force element ( 38 . 40 ), wherein the force element ( 38 . 40 ) applies an opposing force to the intervention, which must be overcome for further operation. Fahrpedalvorrichtung nach Anspruch 9, bei der – das Kraftelement (38, 40) eine nichtlineare Kraft/Weg-Charakteristik aufweist.Accelerator pedal device according to claim 9, in which - the force element ( 38 . 40 ) has a non-linear force / displacement characteristic. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10, bei der – das Kraftelement eine Magnetpaarung aus mindestens zwei Magnetpaarungselementen (38, 40) aufweist.An accelerator pedal device according to one of claims 9, 10, in which - the force element comprises a magnetic pairing of at least two magnetic mating elements ( 38 . 40 ) having. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 8–11, bei der – das Eingriffselement eine abgerundete Kontaktfläche (24, 224) aufweist.An accelerator pedal device according to any one of claims 8-11, in which - the engagement element has a rounded contact surface ( 24 . 224 ) having. Fahrpedalvorrichtung nach einem der Ansprüche 8–12, bei der – das Eingriffselement (22, 222) einen am Drehelement (16, 216) radial verschieblich gelagerten Stift aufweist.Accelerator pedal device according to one of claims 8-12, in which - the engagement element ( 22 . 222 ) one on the rotary element ( 16 . 216 ) has radially displaceably mounted pin. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – am Drehelement (16, 216) mindestens ein Sensor (211) für die Drehstellung des Drehelements (16, 216) vorgesehen ist.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - on the rotary element ( 16 . 216 ) at least one sensor ( 211 ) for the rotational position of the rotary element ( 16 . 216 ) is provided. Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – am Drehelement (16, 216) mindestens ein Rückstellelement (213) zum Aufbringen einer Rückstellkraft gegen die Betätigungsrichtung vorgesehen ist.Accelerator pedal device according to one of the preceding claims, in which - on the rotary element ( 16 . 216 ) at least one return element ( 213 ) is provided for applying a restoring force against the actuating direction. Fahrzeugsteuervorrichtung mit – einer Fahrpedalvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, – und einer Steuereinheit, – wobei die Steuereinheit die Verstellung des Kulissenelements (26, 226) so vorgibt, dass die Eingriffstellung (B1, B2) einer gewünschten Betätigungsstellung des Pedalelements (12, 112, 212) entspricht.Vehicle control device with - an accelerator pedal device according to one of the preceding claims, - and a control unit, - wherein the control unit, the adjustment of the link element ( 26 . 226 ) pretends that the engaged position (B 1 , B 2 ) of a desired operating position of the pedal element ( 12 . 112 . 212 ) corresponds.
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