DE102021205180A1 - Pedal mechanism for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Fußhebelwerk für ein Fahrzeug, mit einem Lagerbock (2), einem um eine Fußhebelachse (5) schwenkbar an dem Lagerbock (2) gelagerten Fußhebel (3) und einer Widerstandsvorrichtung, mittels welcher ein einer Schwenkbewegung des Fußhebels (3) um die Fußhebelachse (5) entgegenwirkendes Widerstandsmoment (T) erzeugbar ist, wobei die Widerstandsvorrichtung wenigstens einen rotatorischen Aktor (12) aufweist, der einen mit dem Lagerbock (2) verbundenen Stator (14) und einen mit dem Fußhebel (3) verbundenen und relativ zu dem Stator (14) um eine Rotorachse (18) drehbaren Rotor (15) aufweist.Foot pedal mechanism for a vehicle, with a bearing block (2), a foot lever (3) mounted on the bearing block (2) so that it can pivot about a foot lever axis (5), and a resistance device, by means of which a pivoting movement of the foot lever (3) about the foot lever axis (5 ) counteracting moment of resistance (T) can be generated, the resistance device having at least one rotary actuator (12), which has a stator (14) connected to the bearing block (2) and a stator (14) connected to the foot pedal (3) and rotating relative to the stator (14 ) about a rotor axis (18) rotatable rotor (15).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fußhebelwerk für ein Fahrzeug, mit einem Lagerbock, einem um eine Fußhebelachse schwenkbar an dem Lagerbock gelagerten Fußhebel und einer Widerstandsvorrichtung, mittels welcher ein einer Schwenkbewegung des Fußhebels um die Fußhebelachse entgegenwirkendes Widerstandsmoment erzeugbar ist.The invention relates to a pedal mechanism for a vehicle, having a bearing block, a foot lever mounted on the bearing block so that it can pivot about a foot lever axis, and a resistance device by means of which a resistance torque counteracting a pivoting movement of the foot lever about the foot lever axis can be generated.
Eine Gegenkraft bei der Betätigung von Bremspedalen in Kraftfahrzeugen wird bei konventionellen Bremssystemen durch einen hydraulischen Druck in einem Bremsgerät erzeugt, der aufgrund einer kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremsgerät an das Bremspedal weitergegeben wird. Bei moderneren Bremssystemen kann diese Verbindung aufgebrochen sein, woraus sich der Vorteil ergibt, dass das Pedalwerk und das Bremsgerät räumlich voneinander trennbar und somit auch unabhängig voneinander positionierbar sind. Neben der Lösung von Bauraumproblemen ergibt sich somit auch die Möglichkeit zur Kosten- und Gewichtsreduzierung. Da keine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Pedal und dem Bremsgerät mehr besteht, handelt es sich um ein Brake-by-Wire System. Bei einem derartigen System ist es wünschenswert, die Gegenkraft für den Fahrer durch eine Aktorik zu simulieren.In conventional braking systems, a counterforce when the brake pedals in motor vehicles are actuated is generated by hydraulic pressure in a braking device, which pressure is passed on to the brake pedal as a result of a force-transmitting connection between the brake pedal and the braking device. In more modern braking systems, this connection can be broken, resulting in the advantage that the pedal mechanism and the braking device can be spatially separated from one another and can therefore also be positioned independently of one another. In addition to solving installation space problems, there is also the possibility of reducing costs and weight. Since there is no longer a power-transmitting connection between the pedal and the braking device, it is a brake-by-wire system. With such a system, it is desirable to simulate the counterforce for the driver by an actuator.
Die
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, bei einem Fußhebelwerk eine Force-Feedback-Funktion möglich kostengünstig und nachträglich einstellbar realisieren zu können.Proceeding from this, the invention is based in particular on the object of being able to implement a force feedback function in a pedal mechanism as cost-effectively as possible and subsequently adjustable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fußhebelwerk nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.According to the invention, this object is achieved by a pedal mechanism according to claim 1 . Preferred developments of the invention are given in the dependent claims and in the following description.
Ein Fußhebelwerk für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Lagerbock, einem um eine Fußhebelachse schwenkbar an dem Lagerbock gelagerten Fußhebel und einer Widerstandsvorrichtung, mittels welcher ein einer Schwenkbewegung des Fußhebels um die Fußhebelachse entgegenwirkendes Widerstandsmoment erzeugbar ist, ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch weitergebildet, dass die Widerstandsvorrichtung wenigstens einen rotatorischen Aktor aufweist, der einen mit dem Lagerbock verbundenen Stator und einen mit dem Fußhebel, insbesondere zumindest mittelbar, verbundenen und relativ zu dem Stator um eine Rotorachse drehbaren Rotor aufweist.A pedal mechanism for a vehicle, in particular a motor vehicle, with a bearing block, a foot lever mounted on the bearing block so that it can pivot about a pedal axis, and a resistance device, by means of which a resistance torque counteracting a pivoting movement of the pedal about the pedal axis can be generated, is further developed according to the invention in particular in that the Resistance device has at least one rotary actuator, which has a stator connected to the bearing block and a rotor connected to the foot lever, in particular at least indirectly, and rotatable about a rotor axis relative to the stator.
Ein rotatorischer Aktor ist in der Regel kostengünstig beschaffbar. Aufgrund der Steuerbarkeit von Aktoren ist das erzeugte Widerstandsmoment insbesondere einstellbar.A rotary actuator can usually be obtained inexpensively. Due to the controllability of actuators, the moment of resistance generated can be adjusted in particular.
Die oder eine Schwenkbewegung des Fußhebels, welcher insbesondere das Widerstandsmoment entgegenwirkt, erfolgt bevorzugt in einer Betätigungsdrehrichtung. Vorzugsweise ist oder wird die oder eine Schwenkbewegung des Fußhebels, der insbesondere das Widerstandsmoment entgegenwirkt, durch eine an den Fußhebel angreifende Betätigungskraft hervorgerufen. Vorteilhaft greift die, insbesondere von einem Fahrer aufgebrachte, Betätigungskraft im Abstand zur Fußhebelachse an dem Fußhebel an.The or a pivoting movement of the foot lever, which in particular counteracts the moment of resistance, preferably takes place in an actuating direction of rotation. Preferably, the or a pivoting movement of the foot pedal, which in particular counteracts the moment of resistance, is caused by an actuating force acting on the foot pedal. Advantageously, the actuating force applied in particular by a driver acts on the pedal at a distance from the pedal axis.
Bevorzugt weist der Fußhebel, insbesondere im Abstand zur Fußhebelachse, eine, vorzugsweise plattenförmige, Betätigungsfläche auf, die z.B. auch als Trittfläche bezeichnet wird. Die Betätigungsfläche wird vorzugsweise durch eine, insbesondere im Abstand zur Fußhebelachse, an dem Fußhebel vorgesehene Betätigungsplatte gebildet, die z.B. auch als Trittplatte bezeichnet wird. Vorteilhaft greift die oder eine, insbesondere von dem oder einem Fahrer aufgebrachte, Betätigungskraft an der Betätigungsfläche und/oder an der Betätigungsplatte an.The foot pedal preferably has a preferably plate-shaped actuating surface, in particular at a distance from the foot pedal axis, which is also referred to as a tread surface, for example. The actuating surface is preferably formed by an actuating plate provided on the foot pedal, in particular at a distance from the foot pedal axis, which is also referred to, for example, as a foot pedal. Advantageously, the or an actuating force applied in particular by the driver acts on the actuating surface and/or on the actuating plate.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Widerstandsvorrichtung zwei oder mehrere, insbesondere gleichartige, rotatorische Aktoren auf, die jeweils einen mit dem Lagerbock verbundenen Stator und einen mit dem Fußhebel, insbesondere zumindest mittelbar, verbundenen und relativ zu dem Stator um eine Rotorachse drehbaren Rotor aufweisen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, das Widerstandsmoment zu erhöhen.According to a further development, the resistance device has two or more, in particular similar, rotary actuators, each of which has a stator connected to the bearing block and have a rotor connected to the foot pedal, in particular at least indirectly, and rotatable about a rotor axis relative to the stator. This makes it possible, in particular, to increase the moment of resistance.
Der oder jeder rotatorische Aktor ist bevorzugt auf Höhe der Fußhebelachse angeordnet. Beispielsweise ist der Fußhebel zwischen den rotatorischen Aktoren angeordnet. Die Rotorachse des oder jedes rotatorischen Aktors fällt bevorzugt mit der Fußhebelachse zusammen. Beispielsweise entspricht die Rotorachse des oder jedes rotatorischen Aktors der Fußhebelachse. Vorteilhaft ist der Stator des oder jedes rotatorischen Aktors starr oder drehstarr mit dem Lagerbock verbunden. Vorzugsweise ist der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors starr oder drehstarr mit dem Fußhebel verbunden.The or each rotary actuator is preferably arranged at the level of the foot lever axis. For example, the foot pedal is arranged between the rotary actuators. The rotor axis of the or each rotary actuator preferably coincides with the pedal axis. For example, the rotor axis of the or each rotary actuator corresponds to the axis of the pedal. Advantageously, the stator of the or each rotary actuator is rigidly or torsionally rigidly connected to the bearing block. The rotor of the or each rotary actuator is preferably connected rigidly or in a torsionally rigid manner to the pedal.
Der oder jeder rotatorische Aktor, ist bevorzugt ein semi-aktiver rotatorischer Aktor. Vorzugsweise ist der oder jeder rotatorische Aktor ein magnetorheologischer Aktor, der z.B. auch als rotatorischer magnetorheologischer Aktor bezeichnet wird. Der oder jeder magnetorheologische Aktor wird z.B. auch als MRF-Aktor oder als rotatorischer MRF-Aktor bezeichnet (MRF = magnetorheologische Flüssigkeit).The or each rotary actuator is preferably a semi-active rotary actuator. The or each rotary actuator is preferably a magnetorheological actuator, which is also referred to, for example, as a rotary magnetorheological actuator. The or each magnetorheological actuator is also referred to, for example, as an MRF actuator or as a rotary MRF actuator (MRF=magnetorheological fluid).
Bevorzugt weist der oder jeder rotatorische Aktor wenigstens einen Elektromagneten, mittels welchem ein Magnetfeld erzeugbar ist, und eine, vorzugsweise dem oder einem von dem Elektromagneten erzeugten oder erzeugbaren Magnetfeld ausgesetzte oder aussetzbare, magnetorheologische Flüssigkeit auf, mittels welcher der Rotor mit dem Stator, insbesondere drehmomentübertragend, gekoppelt oder reibgekoppelt ist. Die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit des oder jedes rotatorischen Aktors ist vorzugsweise durch eine Variation der Stärke des Magnetfelds, dem die magnetorheologische Flüssigkeit ausgesetzt ist, variierbar, sodass insbesondere auch die Kopplung und/oder Reibung zwischen dem Rotor und dem Stator des oder des jeweiligen rotatorischen Aktors durch die Variation der Stärke des Magnetfelds variierbar ist. Ein derartiger rotatorischer magnetorheologischer Aktor eignet sich gut zur Realisierung der gewünschten Force-Feedback-Funktion. Vorzugsweise umfasst der oder jeder rotatorische Aktor, insbesondere zusätzlich, wenigstens einen Permanentmagnet. Durch den Permanentmagneten ist z.B. eine Grundviskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit einstellbar.Preferably, the or each rotary actuator has at least one electromagnet, by means of which a magnetic field can be generated, and a magneto-rheological fluid, preferably exposed or capable of being exposed to the magnetic field generated or generated by the electromagnet, by means of which the rotor can be connected to the stator, in particular in a torque-transmitting manner , coupled or frictionally coupled. The viscosity of the magnetorheological fluid of the or each rotary actuator can preferably be varied by varying the strength of the magnetic field to which the magnetorheological fluid is exposed, so that in particular the coupling and/or friction between the rotor and the stator of the or each rotary actuator can be varied by varying the strength of the magnetic field. Such a rotary magnetorheological actuator is well suited for realizing the desired force feedback function. The or each rotary actuator preferably comprises, in particular additionally, at least one permanent magnet. For example, the basic viscosity of the magnetorheological fluid can be adjusted by the permanent magnet.
Bevorzugt ist der oder jeder rotatorische Aktor steuerbar. Das erzeugte oder erzeugbare Widerstandsmoment ist somit insbesondere einstellbar. Vorzugsweise ist eine mit dem oder jedem rotatorischen Aktor verbundene Steuervorrichtung vorgesehen, mittels welcher der oder der jeweilige rotatorische Aktor oder die rotatorischen Aktoren steuerbar ist oder sind. Die Steuervorrichtung umfasst z.B. einen Digitalrechner und/oder einen Mikrocontroller und/oder einen digitalen Signalprozessor.The or each rotary actuator is preferably controllable. The moment of resistance that is generated or that can be generated is thus, in particular, adjustable. A control device connected to the or each rotary actuator is preferably provided, by means of which the or the respective rotary actuator or rotary actuators can be controlled. The control device comprises, for example, a digital computer and/or a microcontroller and/or a digital signal processor.
Bevorzugt ist wenigstens ein Drehwinkelsensor vorgesehen, mittels welchem der oder ein Schwenkwinkel des Fußhebels bezüglich der Fußhebelachse erfassbar ist. Vorteilhaft ist der wenigstens eine Drehwinkelsensor mit der Steuervorrichtung verbunden. Somit ist es insbesondere möglich, eine Abhängigkeit des Widerstandsmoments von dem Schwenkwinkel des Fußhebels, beispielsweise in Form einer Kennlinie, vorzugeben und/oder das Widerstandsmoment in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel des Fußhebels einzustellen und/oder zu steuern und/oder zu regeln. Bevorzugt ist der wenigstens eine Drehwinkelsensor in den rotatorischen Aktor oder in einen der oder in die rotatorischen Aktoren integriert. Durch eine solche Integration können z.B. Kosten gespart werden.Preferably, at least one rotation angle sensor is provided, by means of which the or a pivoting angle of the pedal with respect to the pedal axis can be detected. The at least one rotation angle sensor is advantageously connected to the control device. It is thus possible, in particular, to specify a relationship between the moment of resistance and the pivoting angle of the foot pedal, for example in the form of a characteristic curve, and/or to set and/or control and/or regulate the moment of resistance as a function of the pivoting angle of the foot pedal. The at least one rotation angle sensor is preferably integrated in the rotary actuator or in one of the rotary actuators. Such integration can save costs, for example.
Beispielsweise sind zwei oder mehrere Drehwinkelsensoren vorgesehen, mittels welchen, insbesondere jeweils, der oder ein Schwenkwinkel des Fußhebels bezüglich der Fußhebelachse erfassbar ist. Vorzugsweise ist jeder Drehwinkelsensor mit der Steuervorrichtung verbunden. Vorteilhaft ist in jeden rotatorischen Aktor einer der Drehwinkelsensoren integriert.For example, two or more rotation angle sensors are provided, by means of which, in particular in each case, the or a pivoting angle of the pedal relative to the pedal axis can be detected. Each rotation angle sensor is preferably connected to the control device. One of the rotation angle sensors is advantageously integrated into each rotary actuator.
Bevorzugt ist der Fußhebel mittels eines Drehgelenks um die Fußhebelachse schwenkbar an dem Lagerbock gelagert. Vorzugsweise greift der oder jeder rotatorische Aktor an dem Drehgelenk an. Vorteilhaft ist der oder jeder rotatorische Aktor mit dem Drehgelenk und/oder über das Drehgelenk mit dem Fußhebel verbunden. Beispielsweise ist der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors mit dem Drehgelenk und/oder über das Drehgelenk mit dem Fußhebel verbunden. Vorzugsweise greift der wenigstens eine oder jeder Drehwinkelsensor an dem Drehgelenk an. Vorteilhaft ist der wenigstens eine oder jeder Drehwinkelsensor mit dem Drehgelenk und/oder über das Drehgelenk mit dem Fußhebel verbunden.The foot pedal is preferably mounted on the bearing block by means of a swivel joint so that it can pivot about the foot pedal axis. The or each rotary actuator preferably acts on the rotary joint. The or each rotary actuator is advantageously connected to the pivot joint and/or to the foot lever via the pivot joint. For example, the rotor of the or each rotary actuator is connected to the swivel joint and/or to the foot lever via the swivel joint. The at least one or each rotation angle sensor preferably acts on the pivot joint. The at least one or each rotation angle sensor is advantageously connected to the swivel joint and/or to the foot pedal via the swivel joint.
Gemäß einer Weiterbildung ist eine mit dem Fußhebel, insbesondere starr oder drehstarr, verbundene Fußhebelwelle vorgesehen, mittels welcher der Fußhebel um die Fußhebelachse schwenkbar an dem Lagerbock gelagert ist. Die Fußhebelwelle ist z.B. durch beidseits des Fußhebels vorgesehene Wellenstummel gebildet. Alternativ erstreckt sich die Fußhebelwelle z.B. durch den Fußhebel hindurch. Beispielsweise greift die Fußhebelwelle, insbesondere gleitfähig, in wenigstens eine oder mehrere an oder in dem Lagerbock vorgesehene Lagerausnehmungen ein. Bevorzugt ist der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors, vorzugsweise starr oder drehstarr, mit der Fußhebelwelle verbunden. Dadurch ist insbesondere der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors, vorzugsweise starr oder drehstarr, insbesondere zumindest mittelbar, mit dem Fußhebel verbunden. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Drehwinkelsensor, insbesondere direkt, mit der Fußhebelwelle gekoppelt. Vorteilhaft umfasst das Drehgelenk die Fußhebelwelle und/oder die wenigstens eine oder die Lagerausnehmungen.According to a further development, a pedal shaft is provided which is connected to the pedal, in particular rigidly or in a torsionally rigid manner, by means of which the pedal is pivotably mounted on the bearing block about the pedal axis. The pedal shaft is formed, for example, by stub shafts provided on both sides of the pedal. Alternatively, the pedal shaft extends, for example, through the pedal. For example, the pedal shaft engages, in particular in a slidable manner, in at least one or more bearing recesses provided on or in the bearing block. The rotor of the or is preferred each rotary actuator, preferably rigid or torsionally rigid, connected to the pedal shaft. As a result, in particular the rotor of the or each rotary actuator is connected, preferably rigidly or torsionally rigidly, in particular at least indirectly, to the pedal. The at least one rotation angle sensor is preferably coupled, in particular directly, to the pedal shaft. Advantageously, the swivel joint includes the foot lever shaft and/or the at least one or the bearing recesses.
Der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors ist z.B. mittels eines Getriebes mit dem Fußhebel oder der Fußhebelwelle verbunden. Bevorzugt ist der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors direkt mit dem Fußhebel oder der Fußhebelwelle verbunden.The rotor of the or each rotary actuator is connected to the pedal or the pedal shaft by means of a gear, for example. The rotor of the or each rotary actuator is preferably connected directly to the pedal or the pedal shaft.
Der oder jeder rotatorische Aktor ist vorzugsweise auf Höhe der Fußhebelwelle angeordnet. Vorteilhaft schließt sich der oder jeder rotatorische Aktor und/oder der Rotor des oder jedes rotatorischen Aktors, insbesondere in Richtung der Fußhebelachse, vorzugsweise seitlich, an die Fußhebelwelle an. Beispielsweise ist die Fußhebelwelle zwischen den rotatorischen Aktoren angeordnet.The or each rotary actuator is preferably arranged at the level of the pedal shaft. Advantageously, the or each rotary actuator and/or the rotor of the or each rotary actuator adjoins the foot pedal shaft, in particular in the direction of the foot pedal axis, preferably laterally. For example, the pedal shaft is arranged between the rotary actuators.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Widerstandsvorrichtung wenigstens eine zwischen den Lagerbock und den Fußhebel geschaltete Feder auf. Bevorzugt ist der Fußhebel gegen die Federkraft der wenigstens einen Feder, insbesondere in die oder einer Betätigungsdrehrichtung, um die Fußhebelachse schwenkbar. Mittels der wenigstens einen Feder ist z.B. eine Grundkennung des Fußhebels erzeugbar. Vorteilhaft ist mittels der wenigstens einen Feder ein der oder einer Schwenkbewegung des Fußhebels, vorzugsweise in die oder eine Betätigungsdrehrichtung, um die Fußhebelachse, insbesondere zusätzlich, entgegenwirkendes Widerstandsmoment erzeugbar. Bevorzugt ist der Fußhebel mittels der wenigstens einen Feder, insbesondere entgegen der oder einer Betätigungsdrehrichtung, in eine Ruhelage schwenkbar oder zurück schwenkbar ist. Bei der wenigstens einen Feder handelt es sich z.B. um eine Druckfeder, um eine Zugfeder oder um eine Drehfeder. Beispielsweise ist die wenigstens eine Feder eine Schraubenfeder. Die wenigstens eine Feder ist insbesondere redundant vorgesehen.According to one embodiment, the resistance device has at least one spring connected between the bearing block and the foot pedal. Preferably, the foot lever can be pivoted about the foot lever axis against the spring force of the at least one spring, in particular in the or one actuating direction of rotation. The at least one spring can be used, for example, to generate a basic identifier for the foot pedal. Advantageously, by means of the at least one spring, a moment of resistance counteracting the or a pivoting movement of the foot lever, preferably in the or an actuating direction of rotation, about the foot lever axis can be generated, in particular additionally. The foot pedal can preferably be pivoted into a rest position or pivoted back by means of the at least one spring, in particular counter to the direction of rotation or an actuating direction. The at least one spring is, for example, a compression spring, a tension spring or a torsion spring. For example, the at least one spring is a helical spring. The at least one spring is provided redundantly in particular.
Gemäß einer Weiterbildung ist ein, vorzugsweise fest oder starr, mit dem Lagerbock verbundener Fußhebelendanschlag vorgesehen, mittels welchem die oder eine Schwenkbewegung des Fußhebels, insbesondere in die oder einer Betätigungsdrehrichtung, auf einen maximalen Schwenkwinkel begrenzbar ist, vorzugsweise dadurch, dass der Fußhebel bei Erreichen des maximalen Schwenkwinkels an dem Fußhebelendanschlag anschlägt.According to a further development, a preferably fixed or rigid foot pedal end stop is provided which is connected to the bearing block, by means of which the or a pivoting movement of the foot pedal, in particular in the or one actuating direction of rotation, can be limited to a maximum pivoting angle, preferably in that the foot pedal can be actuated when the maximum swivel angle hits the foot pedal end stop.
Dem Fußhebel ist bevorzugt die oder eine Ruhelage zugeordnet. Vorzugsweise entspricht der Schwenkwinkel in der Ruhelage einem Referenzwinkel. Beispielsweise ist der Schwenkwinkel in der Ruhelage und/oder ist der Referenzwinkel gleich Null.The foot pedal is preferably assigned the or a rest position. The swivel angle in the rest position preferably corresponds to a reference angle. For example, the swivel angle is in the rest position and/or the reference angle is equal to zero.
Bevorzug besteht der Fußhebel, insbesondere zumindest teilweise, aus, vorzugsweise thermoplastischem, insbesondere faserverstärktem Kunststoff. Somit kann z.B. Gewicht eingespart werden. Vorzugsweise weist der Fußhebel einen Pedalkörper auf, der beispielsweise aus Organoblech besteht und/oder hergestellt ist. Insbesondere besteht oder bestehen die Fußhebelwelle und/oder die Betätigungsfläche aus, vorzugsweise thermoplastischem, Kunststoff. Vorteilhaft ist oder sind die Fußhebelwelle und/oder die Betätigungsfläche an den Pedalkörper und/oder an den Fußhebel angespritzt. Bevorzugt besteht der Lagerbock, insbesondere zumindest teilweise, aus, vorzugsweise thermoplastischem, insbesondere faserverstärktem, Kunststoff.The foot lever preferably consists, in particular at least partially, of preferably thermoplastic, in particular fiber-reinforced plastic. Thus, for example, weight can be saved. The foot pedal preferably has a pedal body that consists and/or is made of organic sheet metal, for example. In particular, the foot lever shaft and/or the actuating surface consists or consist of plastic, preferably thermoplastic. The pedal shaft and/or the actuating surface is or are advantageously molded onto the pedal body and/or onto the pedal. The bearing block preferably consists, in particular at least partially, of preferably thermoplastic, in particular fiber-reinforced plastic.
Das Fußhebelwerk ist oder wird bevorzugt für ein Fahrzeug vorgesehen und/oder verwendet, welches insbesondere ein Kraftfahrzeug ist. Vorzugsweise ist der Lagerbock an einer Spritzwand des oder eines Fahrzeugs befestigt oder befestigbar. Beispielsweise wird der Fußhebel auch als Pedal bezeichnet. Vorteilhaft bildet der Fußhebel ein Bremspedal, ein Kupplungspedal oder ein Gaspedal, insbesondere für das oder ein Fahrzeug. Bevorzugt ist oder sind der wenigstens eine oder jeder Drehwinkelsensor und/oder die Steuervorrichtung mit wenigstens einem Bremsgerät, insbesondere elektrisch, verbunden. Das wenigstens eine Bremsgerät übt insbesondere ein Bremsmoment und/oder eine Bremskraft auf wenigstens ein Fahrzeugrad des oder eines Fahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel, aus.The pedal mechanism is or is preferably provided and/or used for a vehicle, which is in particular a motor vehicle. The bearing block is preferably fastened or can be fastened to a bulkhead of the vehicle or of a vehicle. For example, the foot pedal is also referred to as a pedal. The foot pedal advantageously forms a brake pedal, a clutch pedal or an accelerator pedal, in particular for the or a vehicle. The at least one or each rotation angle sensor and/or the control device is or are preferably connected to at least one braking device, in particular electrically. The at least one braking device exerts in particular a braking torque and/or a braking force on at least one vehicle wheel of the vehicle, in particular as a function of the swivel angle.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Fußhebel mit der mit ihm verbundenen Fußhebelwelle in dem Lagerbock um die Fußhebelachse schwenkbar gelagert. Seitlich ist die Fußhebelwelle z.B. mit den beiden rotatorischen Aktoren verbunden, die insbesondere MRF-Aktoren sind. Bevorzugt wird mittels dieser Aktoren das oder ein Drehmoment und/oder Widerstandsmoment erzeugt, welches z.B. über den Fußhebel eine Pedalkraft an einem Fahrerfuß simuliert. Zusätzlich ist bevorzugt die oder eine Feder verbaut, welche beispielsweise eine Grundkennung des Fußhebels erzeugt und/oder dafür sorgt, dass der Fußhebel bei Ausfall der Aktoren in die oder eine Ausgangslage oder Ruhelage zurückkehrt. Der oder ein, vorzugsweise auf die Fußhebelwelle montierter, Drehwinkelsensor dient insbesondere zur Messung des oder eines Fußhebel-Schwenkwinkels, der bevorzugt die oder eine Fußhebelposition oder Fußhebellage charakterisiert. Optional kann der oder ein Fußhebelendanschlag vorgesehen und/oder integriert sein.According to one embodiment, the pedal with the pedal shaft connected to it is pivoted in the bearing block about the pedal axis. On the side, the pedal shaft is connected, for example, to the two rotary actuators, which are in particular MRF actuators. The torque and/or moment of resistance is preferably generated by means of these actuators, which simulates a pedal force on a driver's foot via the pedal, for example. In addition, the or a spring is preferably installed which, for example, generates a basic identification of the foot pedal and/or ensures that the foot pedal returns to the or a starting position or rest position if the actuators fail. The or a rotation angle sensor, preferably mounted on the pedal shaft, serves in particular to measure the or a pedal pivoting angle, which preferably characterizes the or a pedal position or position. Optionally, the or a foot lever end stop can be provided and/or integrated.
Mit der Erfindung ist oder sind insbesondere einer oder mehrere der folgenden Vorteile verbunden und/oder erzielbar:
- - Das Fußhebelwerk ist mechanisch einfach ausführbar.
- - Eine ggf. einfache Fußhebelgeometrie und/oder eine Kröpfung des Fußhebels ermöglichen z.B. den Einsatz von Leichtbaukonzepten für den Fußhebel.
- - Das Fußhebelwerk kann ohne Austausch von Komponenten an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden (z.B. Anpassung der Drehmomentkurve an eine Wunschkennlinie).
- - Die Kraft-Weg-Kurve kann an bestimmte Fahrsituationen oder an einen Fahrerwunsch angepasst werden.
- - Es kann ein Force Feedback an den Fahrer in Gefahrensituationen erfolgen.
- - Der Fußhebel kann während eines autonomen Fahrens ggf. in eine „Parkposition“ geschwenkt werden.
- - The pedal mechanism is mechanically easy to implement.
- A possibly simple foot pedal geometry and/or a cranked foot pedal enable, for example, the use of lightweight construction concepts for the foot pedal.
- - The pedal mechanism can be adapted to different requirements without replacing components (e.g. adaptation of the torque curve to a desired characteristic).
- - The force-displacement curve can be adapted to specific driving situations or to a driver's request.
- - Force feedback can be sent to the driver in dangerous situations.
- - If necessary, the foot pedal can be swiveled into a "parking position" during autonomous driving.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf ein Fußhebelwerk mit einem Sensor und zwei rotatorischen Aktoren, -
2 eine Schnittansicht des Fußhebelwerks entlang einer aus1 ersichtlichen Schnittlinie A-A, -
3 eine schematische Darstellung eines der rotatorischen Aktoren und -
4 ein schematisches Blockschaltbild einer mit den rotatorischen Aktoren und dem Sensor verbundenen Steuervorrichtung.
-
1 a top view of a pedal mechanism with a sensor and two rotary actuators, -
2 a sectional view of the pedal assembly along a1 apparent cutting line AA, -
3 a schematic representation of one of the rotary actuators and -
4 a schematic block diagram of a control device connected to the rotary actuators and the sensor.
Aus den
Das Fußhebelwerk 1 weist einen Drehwinkelsensor 11 auf, mittels welchem ein Schwenkwinkel α des Fußhebels 3 bezüglich der Fußhebelachse 5 erfassbar ist. Der Schwenkwinkel α wird insbesondere ausgehend von der Ruhelage ermittelt, sodass in der in
Das Fußhebelwerk 1 weist ferner zwei rotatorische Aktoren 12 und 13 auf, die jeweils einen mit dem Lagerbock 2 verbundenen Stator 14 und einen mit der Fußhebelwelle 4 verbundenen und relativ zu dem Stator 14 um die Fußhebelachse 5 drehbaren Rotor 15 aufweisen. Die rotatorischen Aktoren 12 und 13 sind gleichartig aufgebaut und als magnetorheologische Aktoren ausgebildet, wobei der Aktor 12 in schematischer Schnittdarstellung in
Aus
Aus
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fußhebelwerkpedals
- 22
- Lagerbockbearing block
- 33
- Fußhebelfoot pedal
- 44
- Fußhebelwellepedal shaft
- 55
- Fußhebelachsepedal axle
- 66
- Trittplatte des FußhebelsFoot pedal pedal
- 77
- Betätigungsdrehrichtungdirection of rotation
- 88th
- Fußhebelendanschlagpedal end stop
- 99
- Spritzwandbulkhead
- 1010
- FederFeather
- 1111
- Drehwinkelsensorangle of rotation sensor
- 1212
- rotatorischer Aktorrotary actuator
- 1313
- rotatorischer Aktorrotary actuator
- 1414
- Stator des rotatorischen AktorsStator of the rotary actuator
- 1515
- Rotor des rotatorischen AktorsRotor of the rotary actuator
- 1616
- Elektromagnetelectromagnet
- 1717
- magnetorheologische Flüssigkeitmagnetorheological fluid
- 1818
- Rotorachserotor axis
- 1919
- Steuervorrichtungcontrol device
- 2020
- Bremsgerät braking device
- αa
- Schwenkwinkelswivel angle
- RR
- Reibmoment des Aktorsfriction torque of the actuator
- TT
- WiderstandsmomentMoment of resistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102012213665 A1 [0003]DE 102012213665 A1 [0003]
Claims (12)
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