EP1546530A1 - Bodenpedal mit drehwinkelsensor - Google Patents

Bodenpedal mit drehwinkelsensor

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Publication number
EP1546530A1
EP1546530A1 EP03757907A EP03757907A EP1546530A1 EP 1546530 A1 EP1546530 A1 EP 1546530A1 EP 03757907 A EP03757907 A EP 03757907A EP 03757907 A EP03757907 A EP 03757907A EP 1546530 A1 EP1546530 A1 EP 1546530A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pedal
unit
asic
connecting device
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03757907A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Wilczek
Günther ABDINGHOFF
Christophe Henriet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MCS Mobile Control Systems SA
Kyocera Avx Components Werne GmbH
Original Assignee
MCS Mobile Control Systems SA
AB Elektronik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MCS Mobile Control Systems SA, AB Elektronik GmbH filed Critical MCS Mobile Control Systems SA
Publication of EP1546530A1 publication Critical patent/EP1546530A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/106—Detection of demand or actuation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20528—Foot operated
    • Y10T74/20534—Accelerator

Definitions

  • the invention relates to a floor pedal device for heavy motor vehicles, in particular trucks, buses, mobile crane systems and the like. , which has at least - a pedal element and
  • a base plate element which is movably connected to one another by a connecting device
  • a signal generating device which is at least partially connected to the connecting device and with which one of the
  • Movement of the pedal element corresponding signal is to be generated, and use of a rotation angle sensor having at least one circuit ASIC with a Hall unit, which outputs an ASIC output voltage with a linear section for a floor pedal device for heavy motor vehicles, in particular trucks, buses, mobile crane systems and the like that has at least
  • a pedal element and a base plate element which are movably connected to one another by a connecting device, the pedal element in the connecting device between an idling and a full throttle tion of an internal combustion engine is to be moved to generate a signal corresponding to the movement of the pedal element
  • a floor pedal device of the type mentioned at the outset is known from EP 0 416 039 B2. It has a pedal and a base element, which are rotatably connected to one another. A potentiometer is provided which detects the movement between the pedal element and the base element and delivers a pulse-width-modulated signal corresponding to the position of the pedal element.
  • An accelerator pedal device is known from DE 195 03 335 AI, which consists of a pedal element and a base plate which are movably connected to one another.
  • a motion sensor element with a stationary and a movable unit is arranged in the gas pedal pivot point.
  • the stationary unit is fixed in the accelerator pedal pivot point and the movable unit is connected to the pedal element.
  • the known accelerator pedal device aims at an embodiment of a movement-limiting actuation unit.
  • a motion sensor element referred to as a rotation angle sensor is known from WO 95 14 911 A1. It consists of a stationary and a rotating formation.
  • the stationary Formation contains two crescent-shaped stator elements, between which there is a spacing recess in which a Hall element is arranged.
  • the rotating formation has an annular magnetic element which is held by a holding unit and can be moved around the stator elements while leaving an air gap.
  • This rotation angle sensor has proven itself. However, its structure is not unrestrictedly usable for a floor pedal device for heavy motor vehicles, in particular trucks, buses, mobile crane systems and the like.
  • Such a rotation angle sensor is also known from WO 98 25 102 AI, DE 197 16 985 AI, DE 199 03 490 AI and EP 1 024 267 A2.
  • the task is to further simplify the signal generation in a floor pedal device for heavy motor vehicles, in particular trucks, buses, mobile crane systems and the like, and to make them usable for more than one application.
  • the circuit ASIC with the Hall unit and the downstream units are used to generate a pulse-width modulated signal.
  • the pulse width modulated signal is delivered with selectable frequencies.
  • a floor pedal device can be used in heavy vehicles both in Europe, the USA, etc., without the need for special designs.
  • the circuit ASIC with the Hall unit and the downstream units are used to generate an analog signal.
  • the rotation angle sensor it is possible to design the rotation angle sensor so that it contains eight circuit ASIC's with the associated Hall units, so that several, e.g. B. eight analog signals can be generated.
  • the circuit ASIC with the Hall unit and the downstream components are used to generate a switch signal.
  • a plurality of circuit ASIC ⁇ s is given with the corresponding Hall units possible by using several such. B. to deliver eight independent switch signals.
  • the circuit ASIC is used with the Hall unit and the downstream units for generating mutually connected signals.
  • rotation angle sensors from the normal series are used. This avoids additional costs for custom-made products and the like.
  • the rotation angle sensors are excellently able to detect the very small pedal angle.
  • the circuit ASIC s of the rotation angle sensors with the downstream units are used to output a pulse-width-modulated signal with selectable frequencies from each other via two channels. These mutually independent pulse-width-modulated signals can be fed to the respective engine control and evaluated accordingly.
  • the two circuit ASICs with the associated Hall units and the downstream circuit units generate a first analog signal from one channel and a switch signal from the second channel. These two signals are supplied to the motor control and processed accordingly.
  • the two circuit ASIC s with the associated Hall units and the downstream units are used for the fact that a second analog signal and a channel signals switched against one another are emitted by the second channel.
  • the pedal element can be moved in the connecting device between the idle and the full throttle position of the internal combustion engine in the pedal angle between 0 ° and 22 °.
  • This pedal angle corresponds approximately to the possibility of movement of a foot in the ankle in order to be able to depress the accelerator pedal with the appropriate force.
  • the connecting device has a separate sensor reset for taking the angle of rotation sensor into the zero position.
  • the separate sensor return spring is of particular importance. Due to the rough driving of the heavy vehicles, it is possible that the sensor element can come loose from the pedal unit. As a result, it is no longer possible to reset the sensor element with the two return springs to the zero position via the connecting device. If the sensor return spring did not exist, the corresponding output signals, such as PWM signals, analog signals, switch signals and the like, would be generated in the same size as were output in the last pedal position. This could result in incorrect control of the internal combustion engine and consequently accidents. These negative consequences are very effectively prevented by the separate return spring.
  • the selectable frequencies of the respective pulse width modulated signal can be programmed with the respective memory unit.
  • the programmability allows the to be able to make the corresponding change on site.
  • the pedal device could be mass-produced in an extremely cost-effective manner, regardless of the respective application.
  • Each circuit ASIC can be programmed via a circuit microcomputer unit with a circuit memory unit via flat connectors of the encapsulated angle of rotation sensor.
  • the programmability with an encapsulated angle of rotation sensor has the advantage that the linear section of the ASIC output voltage can be adjusted with regard to linearity and slope and other data.
  • microprocessor units used and the respective associated memory units can also be programmed using the flat connector of the encapsulated angle of rotation sensor. This prevents the housing from having to be opened for reprogramming.
  • the circuit memory units of each circuit ASIC, the memory unit, the first memory unit and the second memory unit can be designed as E 2 PROM.
  • An E 2 PROM is a read-only memory that can be used like a read-write memory. This makes it possible to update or change the data entered in the E 2 PROM.
  • the pedal element can open a floor angle in relation to the base plate element in the idle position.
  • the floor angle minus the pedal angle can then be equal to an end position angle.
  • the floor angle can be 30 °, 35 ° or 40 ° and the end position angle 8 °, 13 ° or 23 °, so that this results in the pedal angle of 22 ° already specified. gives. This makes it possible for the pedal to move in the pedal angle above the floor and to be easy to operate.
  • a normal rotation angle sensor with two Circuit ASIC ⁇ s will and an associated Hall unit for generating output signals.
  • the two channels can be used either for the generation of pulse-width-modulated signals with selectable frequencies over two channels or for the generation of an analog signal or for the generation of a switch signal or signals connected to one another.
  • the two-channel system makes it possible to mix the signals generated in accordance with the respective conditions of use.
  • the additional components can be enclosed with the Hall units by a housing unit of the rotation angle sensor. This effectively protects them against external influences.
  • Fig. 2 is a floor pedal with a rotation angle sensor according to
  • FIGS. 1 and 2 shows a rotation angle sensor according to FIGS. 1 and 2 in a schematically illustrated sectional view
  • 4 a is a basic circuit diagram of a pulse width arrangement with a signal generation branch
  • FIG. 4 b is a circuit diagram with two channels of a pulse width arrangement according to FIG. 4 a, which are arranged in a housing device of a rotation angle sensor according to FIGS. 1 to 3,
  • 5 a shows a basic circuit diagram of a signal generation branch of an analog signal generation arrangement
  • 5 b is a circuit diagram with a channel of an analog signal generating arrangement according to FIG. 5 a and a further channel of a push-pull signal generating arrangement, which are arranged in a housing device of a rotation angle sensor according to FIGS. 1 to 3,
  • 6 a is a basic circuit diagram of a signal generation branch of a push-pull signal generation arrangement
  • FIG. 6 b shows a circuit diagram with a channel of an analog signal generating arrangement according to FIGS. 5 a and 5 b and a further channel of a push-pull signal generating arrangement according to FIG. 6 a, which are arranged in a housing device of a rotation angle sensor according to FIGS. 1 to 3,
  • FIG. 7 shows a signal curve of a rotation angle sensor according to FIGS. 1 to 3 as a function of the rotation angle
  • 8 shows pulse-width-modulated signals emitted by the two channels of a pulse width arrangement according to FIG. 4 b
  • Fig. 10 from the push-pull signal generating arrangement shown in FIG. 5 b switch signal
  • 11a) and 11b) signals which are output to one another and are output by the push-pull signal generation arrangement according to FIGS. 6a) and 6b).
  • a floor pedal 100 is shown. It has a base plate element 3, which on the floor of a heavy motor vehicle such. B. a truck or a bus is attached.
  • the base plate element 3 is connected to a pedal element 2 via a connecting device.
  • a rotation angle sensor 1 is flanged to the connecting device.
  • the connecting device consists of a left axis element 7 and a right axis element 11, between which the bearing cylinder 9 is located.
  • a return spring element 5 is positioned around the axis elements on one side and a return spring element 12 on the other side.
  • the axle elements are held together by means of a screw 6 and the remaining parts by a screw 14.
  • the left axis element 7 is attached to a housing by means of a cover plate element 4 with the aid of screws surrounding the axle elements, screwed.
  • the housing is closed with the aid of a sensor mounting plate 13.
  • the sensor mounting plate has a recess through which the rotation angle sensor 1 can be connected to the right axis element 11.
  • a specially designed sensor-axial adapter 16 is used for this. With the help of screws 17, it is possible to screw the rotation angle sensor 1 to the sensor mounting plate 13.
  • the angle of rotation sensor has a separate sensor return spring 15.
  • the sensor return spring 15 ensures that in the event of a shaft break or when the angle of rotation sensor 1 is sheared, the angle of rotation sensor is reset to its zero position, so that operating errors and damage to the motor and the like are avoided.
  • the pedal element 2 makes a 45 ° idle angle ⁇ relative to the base plate element 3.
  • a floor angle jS 35 °.
  • the effective pedal angle a which is preferably used, is 22 °. This makes it possible for the professional driver to be able to operate the pedal element 2 for a very long time without major signs of fatigue in the foot. It is also possible for the pedal element to have an end position angle ⁇ of only 8 ° to eight when the maximum full throttle position is necessary for a 30 ° version. The extreme position, minimum idle position and maximum full throttle position increase the possible pedal actuation angle by a few degrees.
  • a ring magnet 32 which is held by a ring magnet receptacle 33, rotates around two mandarin-disk-shaped flux guide pieces 30, 31, which leave a spacing recess between them.
  • a shaft 42 is connected to the ring magnet receptacle. The shaft moves in a bush 40, which ends with a locking ring 41 and around which an O-ring 43 is placed.
  • Two circuit ASICs 20 and 21, 22 and 23, 24 and 25 are arranged in the spacing recess between the two flow guide pieces 30, 31.
  • Each ASIC has a Hall unit 20H and 21H, 22H and 23H, 24H and 25H, which works together with other circuit elements and is preferably designed using integrated circuit technology.
  • the circuit ASIC with the Hall unit is surrounded by an ASIC housing.
  • the flux guide pieces are held by means of a stator fixation 35.
  • the ring magnet 32 which is formed from two ring segments 32.1, 32.2 with corresponding magnetic poles, rotates under the stator fixation.
  • stator fixation 35 there is a printed circuit board 35, into which the connections of the two ASICs are inserted. Above that there are 35 right-hand units 44.
  • stator and rotor units are enclosed by a housing unit, consisting of housing 36 and cover 37.
  • Socket 40 is held in housing 36.
  • the housing 36 surrounds a flat plug 38, which is held by a plug insert 39.
  • the rotor unit rotates around the stator unit at a possible angle of 0 to 360 ° and generates an ASIC output voltage U AS which has approximately a sinusoidal configuration.
  • the ASIC output voltage U AS is not completely linear in all areas. Via one of the PINs of the flat connector 38, however, it is possible to correspondingly raise and linearize the ASIC output voltage with the aid of PIN programming when the housing unit is closed. In particular, it is possible to further linearize the linear section U L between the two extreme values and to influence the slope of the linear section.
  • the rotational angle sensor 1 has the greatest measurement accuracy in this linear section.
  • the pedal angle Q from 0 to 22 ° on site in this linear section U L , as shown in FIG. 7.
  • the position of the section is freely selectable, so it can be shifted left or right.
  • Both the rising and the falling linear section of the ASIC output voltage U AS can be used.
  • This has the particular advantage that a further angle of rotation sensor can also be installed on the opposite side in the area of the cover plate element 7.
  • the cover plate element would have to be designed similarly to the sensor mounting plate.
  • a first angle of rotation sensor 1 is used for generating a pulse-width-modulated signal, in the following PWM signal, over two channels.
  • the first channel is formed by the circuit ASIC 20 with the Hall unit 20H.
  • circuit ASIC 20 and a memory unit 60 are connected to a microprocessor unit 50.
  • An input switching unit 65 is connected upstream of the circuit ASIC 20 and the storage unit 60.
  • a PIN 1 with plus 24 volts and a PIN 2 with earth 63 are connected to the input switching unit 65.
  • the output 6 of the microprocessor unit 50 leads to a switching unit 58 which is connected to a signal raising unit 52.
  • the signal raising unit 52 leads to a PIN 4 via a resistor R6 and an inductor L1.
  • the outputs 4 and 5 of the microprocessor unit 50 are fed to a signal reduction unit 53.
  • a capacitor C5 is arranged between the two outputs of the signal reduction unit 53.
  • H. Earth 63 and on the other side is connected to a resistor R3.
  • the resistor R3 is arranged between the resistor R6 and the inductor Ll.
  • a PWM signal of different frequency is generated at PIN 4, as shown in FIG. 8.
  • a total of four frequencies F1 to F4 can be set with the following frequency values:
  • F4 500 Hz
  • the signal reduction unit makes it possible to output the signal level at output 56 of PIN 4 at 24 volts or reduced to 5 volts.
  • the second circuit ASIC 21 with the Hall unit 21A is connected in the same way as the channel 1 described above.
  • a memory unit 61 is used here instead of the memory unit 60, a microprocessor unit 51 instead of the microprocessor unit 50 and a switchover unit 59 instead of the switchover unit 58 , instead of the signal boosting unit 52, a signal boosting unit 54 and instead of the signal boosting unit 53, a signal boosting unit 55.
  • Ground has the reference number 64.
  • resistor R6 a resistor R5 and instead of inductor L1, an inductor L3 is used.
  • An input switching unit 66 is used for the input switching unit 65, which is connected to a PIN 5 with plus 24 volts and a PIN 6 with earth 64.
  • a PWM signal PWM2 with different frequencies F1 to F4 is emitted at PIN 57.
  • the input switching units 65 and 66 are constructed identically. They consist of an IC3 or IC4, which is switched on the input side with PIN 1 and PIN 2 and PIN 5 and PIN 6. The output of the IC3 or IC 4 is fed to the input 4 of the circuit ASIC 20 or circuit ASIC 21.
  • PIN 2 and PIN 6 are routed to the second and third inputs 1 and 3 of ASIC's 20 and ASIC 21, respectively.
  • PIN 3 or PIN 6 is connected to the memory unit 60 or 61.
  • the connection is at Ground 1 or Ground 2 and is also routed to IC 3 or IC 4.
  • a capacitor 3 or 4 and adjoining further ICs are arranged parallel to both units.
  • An E 2 PROM type 24LC010T memory unit that can be overwritten is used as the memory unit.
  • a microprocessor type 12 C 672-04 ISM is used as the microprocessor unit.
  • the individual signal boosting or reducing units are designed as correspondingly switched transistor amplifier stages.
  • Zener diodes (Zener diodes) of type 4 V 7 or type 4 V 1 are used.
  • BCR 35 PN circuits are used for units 52, 54, 58 and 59 and BCR 116 circuits for units 53 and 55.
  • the ASIC's 20, 21 When the pedal element is actuated, the ASIC's 20, 21 emit the linear pedal angle output voltages U DR according to FIG. 7 and convert them into the PWM signals according to FIG. 8.
  • the pedal angle output voltage U DRI according to FIG. 9a) is output at a pedal angle ⁇ 1 according to FIG. 9b).
  • This pedal angle output voltage U DR ⁇ is output to the microprocessor unit 50 or 51, which uses its program to generate and output a PWM signal PWM1 ⁇ 1 according to FIG. 9c) when the PW signal PW1 is set.
  • a pedal angle output voltage U DR according to FIG. 9a) corresponds to the pedal angle ⁇ 2 according to. Fig. 9b).
  • the microprocessor unit With the help of U DR2 , the microprocessor unit generates a PW signal PWM1 ⁇ 2, which is shown in Fig. 9d).
  • 5a and 5b describe a further possibility of connecting the two ASICs present in the rotation angle sensor.
  • the ASIC 22 is connected to the Hall unit 22H with the input 4 of a microprocessor unit 70.
  • the outputs 6 and 7 of the microprocessor unit 70 are connected to the inputs 1 and 5 of an analog / digital converter 72.
  • the output 3 of the A / D converter 72 leads via a resistor R1 and an inductor L1 to the connection J2 of an output 72; at the output 72 v then available to an analogue signal AN1.
  • a pole J1 leads both to the input 1 of the ASIC 22 and via a resistor RF4 to the input 3 of the microprocessor unit 3 and to the input 4 of the A / D converter 72.
  • the resistor R4 is a diode D1 connected to earth of the type BZU 55-C 5V 1 positioned.
  • Parallel to Dl is a resistor R2 which is connected to the pole line J1 and the output line of the ASIC ⁇ s 22.
  • input 2 and 3 of ASIC's 22 are connected on the input side of pole J3. Both inputs are grounded.
  • the input 2 of the microprocessor unit 70 is on a
  • Diode 2 which is connected to earth. It is led on the output side via a resistor R8 behind the resistor R1.
  • the second ASIC 23 with its Hall unit 23H is connected to an input switching unit 76 on the input side.
  • the output 4 of the ASIC ⁇ s 23 is connected to the input 4 of a microprocessor unit 71.
  • the outputs of the microprocessor unit 71 are connected to a push-pull stage 73, which emits a push-pull signal GT at the output 73 ⁇ of the pole J5.
  • the input switching unit consists of an IC 6, the
  • Outputs 2 and 5 are connected to earth. Its inputs 1 and 3 go to pole J4.
  • a capacitor C4 is arranged between the pole J6 and the input 1 of the IC 6.
  • the circuit IC6 has the type designation TLE 4296.
  • a circuit IC5G52 is arranged between the output 4 and the connection of pole J6 to ground GND, to which a capacitor C2 is connected in parallel.
  • the output 1 of the ASIC 23 is via a resistor 3 with 10 K ⁇ on the connection between the output 4 of the ASIC 23 and the. Input 4 of the microprocessor unit 71 out.
  • the push-pull stage 73 consists of a switchover unit 79 which is guided to a signal raising unit 77.
  • the switchover unit 79 is connected to the output 7 of the microprocessor unit 71.
  • the push-pull stage also includes a signal reduction unit 73 which is connected to the output 2 of the microprocessor unit 71.
  • the signal boosting unit 77 is routed via a resistor R5 and the signal reducing unit 78 via a resistor R7 to the inductor L2, in front of which a capacitor C2 is arranged with respect to ground.
  • Resistor R7 is also routed to a resistor R3, which is followed by a regulator stage D3 of the type designation PZV55-C5V1.
  • the output 6 of the microprocessor unit 71 is routed between the resistor R6 and the diode D3.
  • the inputs 3 and 5 of the microprocessor unit 71 are arranged between the diode D3 and ground 75.
  • the analog channel is constructed here in exactly the same way as the analog channel according to FIG. 5b.
  • the poles are J1 and J3 renamed to PIN numbers 1/01 and 1/03.
  • the resistors R4, the diodes D1 and the resistors R2 are arranged in the same way between the ASIC 22 or 24 and the microprocessor unit 70 or 80.
  • An analog / digital converter 82 is provided. It is connected as well as the digital / analog converter 72. At its output 3, the resistor R1, the capacitor C1, the inductor L1, the diode D2 and instead are in the same way of resistor R8, a resistor R5 is arranged.
  • the second circuit ASIC 25 with the Hall unit 25H is connected on the input side to an input switching unit 83.
  • the ASIC 25 is connected to a microprocessor unit 81, the outputs of which are connected to further components in such a way that signals G1, G2 which are connected to one another are output at the outputs 86 and 87.
  • the input switching unit 83 is constructed in the same way as the input switching unit 76 shown in FIG. 5b.
  • terminal 1/04 is routed to inputs 1 and 3 of the IC 6.
  • a capacitor C4 which is connected to inputs 2 and 5 of IC 6.
  • Terminals 2 and 5 are grounded.
  • a unit IC 5GS2 and a capacitor IC 5 are arranged between the grounded inputs 2 and 5 and the output 4 of the IC 6.
  • the output 4 of the IC 6 then leads from the capacitor IC 3 to the input 1 of the ASIC 25 and to the input 5 of the microprocessor unit 81.
  • a resistor R3 is arranged between the input 1 of the ASIC'S 25 and its output 5. The two other inputs 2 and 3 of the ASIC's 25 are grounded.
  • a circuit of the type designation 16105 Sl from MELEXIS is also used here.
  • the microprocessor unit 81 is connected as follows:
  • Input 5 is connected to the corresponding downstream PIN 1/04.
  • the input 4 is connected to the correspondingly connected input 4 of the ASIC 25.
  • an output stage 85 is arranged, which is connected to ground GNDA and via a resistor R7 and an inductor L3 to the terminal 1/6, i. H. the exit 87 is guided.
  • a further output stage 84 which is also connected to ground, is connected to the output 3 and is connected to the PIN 1/05 via a resistor R6 and an inductor L2, i. H. is led to exit 86.
  • Both output stages 84 and 85 are designed as diodes D3, D4.
  • a capacitor C5 connected to ground (ground, zero potential) is arranged between resistor R7 and inductor L3, and a capacitor 2 connected to ground GNDA is connected between resistor R6 and inductor L2.
  • the analog signal AN2 is output at the output 82 and signals G1 and G2 connected to one another at the two outputs 86 and 87, as in FIGS. 11 a) and 11 b ).
  • the peal element 2 assumes the pedal angle ⁇ 3, the width and the positive part of the analog signal ANZ according to FIG. 11 a the length of the HIGH edge and the length of the LOW edge to the next positive part of ANZ generated by the microprocessor control unit 81 with the aid of the program and D3 by the signal GE1.
  • D4 then ensures that the counter clock signal GEZ according to FIG. 11 b is delivered.
  • a rotation angle sensor is used, which the signals already described according to Fig. 7 issues. These signals are transmitted to the engine control unit and used accordingly to control the engine. It is particularly advantageous that the very small actuation angle of only 22 ° is placed in the linear sections of the ASIC output voltage U A. This ensures that the PWM signals, the analog signals, the switch signals GT and the mutually connected signals GE1 and GE2 are reproduced exactly. Even the very rough operation on the accelerator pedal of heavy motor vehicles does not cause any misbehavior.
  • reprogrammable units such as. B. ASICs and microprocessor units can be adjusted with the aid of the PIN programming via the flat plugs 38 of the angle of rotation sensor. This makes it possible to adjust and set each sensor so that it emits the desired signals.

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Abstract

Um bei einer Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl. die Signalerzeugung weiter zu vereinfachen und für mehr als einen Einsatzfall einsetzbar zu machen, - ist ein Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen, - ist eine Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet, der wenigstens einen Schaltkreis­ASIC mit einer Hall-Einheit aufweist, - ist der Schaltkreis- ASIC mit der Hall-Einheit und eine Speichereinheit mit einer Schaltkreis-ASIC mit einer Hall­Einheit verbunden, - ist dem Schaltkreis- ASIC mit der Halleinheit und der Speichereinheit eine Eingangsschalteinheit ) vorgeschaltet und - ist der Mikroprozessoreinheit eine Ausgangsschalteinheit nachgeschaltet, deren Ausgang ein impulsbreitenmoduliertes Signal mit wählbaren Frequenzen abgibt. Mit dem Schaltkreis- ASIC mit einer Hall-Einheit und der Mikroprozessoreinheit sind weitere Ausgangssignale, wie gegeneinandergeschaltete Signale, Schaltersignale regenerierbar.

Description

Bodenpedal mit Drehwinkelsensor
Die Erf indung betrifft eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge , insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl . , die wenigstens aufweist , - ein Pedalelement und
- ein Grundplattenelement , die durch eine Verbindungseinrichtung beweglich miteinander verbunden sind, und
- eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der
Bewegung des Pedalelement entsprechendes Signal zu erzeugen ist , und eine Verwendung eines Drehwinkelsensors , der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC mit einer Hall-Einheit aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung mit einem linearen Abschnitt abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge , insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl . , die wenigstens aufweist ,
- ein Pedalelement und - ein Grundplattenelement, die durch eine Verbindungseinrichtung beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement in der Verbindungs- einrichtung zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstel- lung einer Brennkraftmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelement entsprechenden Signals
Eine Bodenpedalvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 416 039 B2 bekannt. Sie weist ein Pedal- und ein Bodenelement auf, die drehbeweglich miteinander verbunden sind. Vorgesehen ist ein Potentiometer, das die Bewegung zwischen dem Pedal- und dem Bodenelement erfasst und ein der Stellung des Pedalelements entsprechendes impulsbreitenmoduliertes Signal liefert.
Nachteilig ist, dass sich mit der bekannten Vorrichtung nur ein einziges impulsbreitenmoduliertes Signal erzeugen läßt. Damit ist die Vorrichtung für nur einen Einsatzfall zu verwenden. Da die für die Ermittlung eines Potentio etersignals zur Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten Signals eine lange Widerstandsbahn erforderlich ist, ist ein mechanisches Zwischenglied erforderlich.
Eine Fahrpedaleinrichtung ist aus der DE 195 03 335 AI bekannt, die aus einem Pedalelement und einer Grundplatte besteht, die beweglich miteinander verbunden sind. Im Gaspe- daldrehpunkt ist ein Bewegungssensorelement mit einer stationären und einer beweglichen Einheit angeordnet. Hierbei ist die stationäre Einheit im Gaspedaldrehpunkt fest und die bewegliche mit dem Pedalelement verbunden. Damit beim Durchtreten des Pedalelement eine Beschädigung des Bewegungssen- sorelements verhindert wird, zielt die bekannte Fahrpedaleinrichtung auf eine Ausgestaltung einer bewegungsbegren- zenden Betätigungseinheit ab.
Ein als Drehwinkelsensor bezeichnetes Bewegungssensorelement ist aus der WO 95 14 911 AI bekannt. Er besteht aus einer stationären und einer rotierenden Formation. Die stationäre Formation enthält zwei halbmondförmige Statorelemente, zwischen denen sich eine Abstandsausneh ung befindet, in der ein Hallelement angeordnet ist. Die rotierende Formation weist ein ringförmig ausgebildetes Magnetelement auf, das von einer Halteeinheit gehalten wird und unter Belassung eines Luftspalts um die Statorelemente bewegbar ist.
Dieser Drehwinkelsensor hat sich bewährt. Allerdings ist er in seinem Aufbau nicht uneingeschränkt für eine Bodenpedal- Vorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl. einsetzbar.
Ein derartiger Drehwinkelsensor ist darüber hinaus aus der WO 98 25 102 AI, DE 197 16 985 AI, DE 199 03 490 AI bzw. der EP 1 024 267 A2 bekannt.
Es stellt sich die Aufgabe, bei einer Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl. die Signalerzeugung weiter zu vereinfachen und für mehr als einen Einsatzfall einsetzbar zu machen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 oder 3 oder 4 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sich die Eigenschaften des Sensors einfach und genau an die Fahrzeuggegebenheiten anpassen lassen. Hierdurch wird das Pedal für schwere Fahrzeuge rentabel .
Bei der Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 1 werden der Schalt- kreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Einheiten für die Erzeugung eines impulsbreiten modulierten Signals eingesetzt. Das impulsbreitenmodulierte Signal wird mit wählbaren Frequenzen abgegeben. Hierdurch lässt sich eine derartige Bodenpedalvorrichtung bei schweren Fahrzeugen sowohl in Europa, USA usw. einsetzen, ohne dass Sonderanfertigungen notwendig sind. In dem Drehwinkelsensor können nicht nur ein Schaltkreis-ASIC mit einer Hall-Einheit, sondern bis zu acht Schaltkreis-ASIC mit jeweils einer zugehörigen Hall-Einheit installiert werden. Dadurch ist es möglich, bei der Betätigung des Pedals mehrere, z. B. acht voneinander unabhängige impulsbreitenmodulierte Signale mit den entsprechenden wählbaren Frequenzen zu erzeugen.
Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 2 werden der Schaltkreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Baueinheiten zur Erzeugung eines Analogsignals eingesetzt. Auch hier ist es möglich, den Drehwinkelsensor so zu gestalten, dass er acht Schaltkreis-ASIC's mit den dazugehörigen Hall-Einheiten enthält, so dass mehrere, z. B. acht Analog-Signale erzeugt werden können.
Bei einer Bodenpedalvorrichtung gemäß Anspruch 3 wird der Schaltkreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalte- ten Baueinheiten dafür eingesetzt, ein Schaltersignal zu erzeugen. Auch hier ist durch den Einsatz einer Vielzahl von Schaltkreis-ASIC^s mit den dazugehörigen Hall-Einheiten die Möglichkeit gegeben mehrere, z. B. acht voneinander unabhängige Schaltersignale abzugeben.
Bei einer Bodenvorrichtung gemäß Anspruch 4 wird der Schaltkreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Einheiten für die Erzeugung gegeneinander geschalteter Signale eingesetzt. Mehrere Signale, z. B. bis zu acht Schalt- kreis-ASIC s mit ihren Hall-Einheiten ermöglichen es, acht voneinander unabhängige gegeneinander geschaltete Signale zu erzeugen.
Die Aufgabe ist darüber hinaus durch die Merkmale des Anspruchs 5 oder 6 oder 7 gelöst .
Die hiermit verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Drehwinkelsensoren aus der normalen Serie verwendet werden. Hierdurch werden Zusatzkosten für Sonderanfertigungen und dergleichen vermieden. Die Drehwinkelsensoren sind hervorragend in der Lage, den sehr kleinen Pedalwinkel zu erfassen.
Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 5 werden die Schaltkreis-ASIC s der Drehwinkelsensoren mit den nachgeschalteten Einheiten dafür eingesetzt, über zwei Kanäle voneinander jeweils ein impulsbreitenmoduliertes Signal mit wählbaren Frequenzen abzugeben. Diese voneinander unabhängigen impulsbreitenmodulierten Signale können der jeweiligen Motorsteuerung zugeführt werden und entsprechend ausgewertet werden.
Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 6 wird durch die beiden Schaltkreis-ASIC"s mit den dazugehörigen Hall- Einheiten und den nachgeschalteten Schaltkreis-Einheiten von einem Kanal ein erstes Analog-Signal und vom zweiten Kanal ein Schaltersignal erzeugt. Diese beiden Signale werden der MotorSteuerung zugeführt und entsprechend verarbeitet.
Bei einer Bodenpedalvorrichtung gemäß Anspruch 7 werden die beiden Schaltkreis-ASIC s mit den dazugehörigen Hall- Einheiten und den nachgeschalteten Einheiten hierfür eingesetzt, dass von einem Kanal ein zweites Analog-Signal und von dem zweiten Kanal gegeneinander geschaltete Signale abgegeben werden.
Das Pedalelement kann in der Verbindungseinrichtung zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung der Brennkraftmaschine in dem Pedalwinkel zwischen 0° und 22° bewegt werden. Dieser Pedalwinkel entspricht etwa der Bewegungsmöglichkeit eines Fußes im Fußgelenk, um mit entsprechender Krafteinwirkung das Gaspedal niedertreten zu können.
Die Verbindungseinrichtung weist außer wenigstens einer Rückholfeder zum Rückstellen des Pedalelements in die Leerlaufstellung eine separate Sensorrückstellf der zum Einnehmen des Drehwinkelsensors in die Nullstellung auf. Eingesetzt werden, wie es die Sicherheitsvorschriften erfordern, zwei Rückholfedern. Die separate Sensorrückholfeder ist von besonderer Bedeutung. Aufgrund des rauhen Fahrbetriebs der schweren Fahrzeuge ist es möglich, dass sich das Sensorelement von der Pedaleinheit lösen kann. Dadurch ist es nicht mehr möglich, das Sensorelement mit den beiden Rückholfedern über die Verbindungseinrichtung in die Null-Stellung zurück- zustellen. Würde die Sensorrückstellfeder nicht bestehen, würden die entsprechenden AusgangsSignale, wie PWM-Signale, Analogsignale, Schaltersignale und dergleichen in der gleichen Größe erzeugt werden, wie sie bei der letzten Pedal- Stellung abgegeben wurden. Hierdurch könnten Fehlsteuerung der Brennkraftmaschine und in der Folge Unfälle auftreten. Diese negativen Folgen werden durch die separate Rückstellfeder sehr wirksam verhindert.
Die wählbaren Frequenzen des jeweiligen impulsbreitenmodulierten Signals können mit der jeweiligen Speichereinheit programmiert werden. Die Programmierbarkeit erlaubt es, die entsprechende Umstellung vor Ort vornehmen zu können. Hierdurch könnte die Pedalvorrichtung in Serie, unabhängig von dem jeweiligen Einsatzfall äußerst kostengünstig produziert werden.
Jeder Schaltkreis-ASIC ist über eine Schaltkreis- Mikrorechnereinheit mit einer Schaltkreisspeichereinheit über Flachstecker des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar. Die Programmierbarkeit bei gekapseltem Drehwinkelsensor hat den Vorteil, dass der lineare Abschnitt der ASIC- AusgangsSpannung hinsichtlich Linearität und Steigung und anderer Daten justiert werden können.
Auch die eingesetzten Mikroprozessor-Einheiten mit den jeweiligen zugehörigen Speichereinheiten können über den Flachstecker des gekapselten Drehwinkelsensors programmiert werden. Hierdurch wird vermieden, dass für eine Uprogram- mierung das Gehäuse geöffnet werden muss .
Die Schaltkreisspeicher-Einheiten jedes Schaltkreis-ASIC's, die Speichereinheit, die erste Speichereinheit und die zweite Speichereinheit können als E2PROM ausgebildet werden. Bei einem E2PROM handelt es sich um einen Festwertspeicher, der wie ein Lese-Schreibspeicher gebraucht werden kann. Hierdurch ist es möglich, die in den E2PROM eingeschriebenen Daten jeweils zu aktualisieren bzw. zu ändern.
Das Pedalelement kann gegenüber dem Grundplattenelement in der LeerlaufStellung einen Bodenwinkel aufmachen. Der Bodenwinkel minus Pedalwinkel kann dann gleich einem Endstel- lungswinkel sein. Der Bodenwinkel kann 30°, 35° oder 40° und der Endstellungswinkel 8°, 13° oder 23° betragen, so dass sich hieraus der bereits angegebene Pedalwinkel von 22° er- gibt. Hierdurch ist es möglich, dass sich das Pedal in dem Pedalwinkel über dem Boden bewegt und leicht bedienen lässt .
Die Aufgabe ist auch durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 18 oder 19 oder 20 gelöst.
Die hiermit entstehenden Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein normaler Drehwinkelsensor mit zwei Schaltkreis- ASIC^s und einer dazugehörigen Hall-Einheit für die Erzeugung von Ausgangssignalen verwendet wird. Die beiden Kanäle können dabei entweder für die Erzeugung von impulsbreitenmo- dulierten Signalen mit wählbaren Frequenzen über zwei Kanäle oder für die Erzeugung eines Analog-Signals oder für die Erzeugung eines Schaltersignals oder gegeneinander geschalteter Signale verwendet werden. Durch die Zweikanaligkeit ist es möglich, die erzeugten Signale entsprechend den jeweili- gen Einsatzbedingungen zu mischen.
Die zusätzlichen Baueinheiten können ebenso wie die Schalt- kreis-ASIC^s mit den Hall-Einheiten von einer Gehäuse- Einheit des Drehwinkelsensors umschlossen werden. Hierdurch werden sie wirksam gegen äußere Einflüsse geschützt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.
Fig. 1 ein Bodenpedal mit einem Drehwinkelsensor in einer auseinandergezogenen, perspektivischen, schematischen Darstellung,
Fig. 2 ein Bodenpedal mit einem Drehwinkelsensor gemäß
Fig. 1 in einer schematisch dargestellten Seitenansicht, Fig. 3 einen Drehwinkelsensor gemäß Fig. 1 und 2 in einer schematisch dargestellten Schnittdarstellung,
Fig. 4 a ein Prinzipschaltbild einer Pulsweitenanordnung mit einem Signalerzeugungszweig,
Fig. 4 b ein Schaltbild mit zwei Kanälen einer Pulsweitenanordnung gemäß Fig. 4 a, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind,
Fig. 5 a ein Prinzipschaltbild eines Signalerzeugungszweigs einer Analogsignalerzeugungsnanordnung,
Fig. 5 b ein Schaltbild mit einem Kanal einer Analogsig- nalerzeugungsnanordnung gemäß Fig. 5a und einem weiteren Kanal einer Gegentaktsignalerzeugungsan- ordnung, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind,
Fig. 6 a ein Prinzipschaltbild eines Signalerzeugungszweigs einer Gegentaktsignalerzeugungsnanordnung,
Fig. 6 b ein Schaltbild mit einem Kanal einer Analogsig- nalerzeugungsnanordnung gemäß Fig. 5a bzw. 5 b und einem weiteren Kanal einer Gegentaktsignalerzeu- gungsanordnung gemäß Fig. 6 a, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind,
Fig. 7 einen Signalverlauf eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 in Abhängigkeit vom Drehwinkel, Fig. 8 von den zwei Kanälen einer Pulsweitenanordnung gemäß Fig. 4 b abgegebenen impulsbreitenmodulierte Signale,
Fig. 9a) -d) Darstellung der einzelnen Schritte zur Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten Signals in Abhängigkeit von der Pedalstellung
Fig. 10 von der Gegentaktsignalerzeugungsanordnung gemäß Fig. 5 b abgegebenes Schaltersignal und
Fig. 11a) und 11 b) von der Gegentaktsignalerzeugungsanord- nung gemäß Fig. 6a) und 6b) abgegebene gegeneinan- dergeschaltete Signale.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Bodenpedal 100 gezeigt. Es weist ein Grundplattenelement 3 auf, das auf dem Boden eines schweren Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines LKW's oder eines Busses befestigt wird.
Über eine Verbindungseinrichtung ist das Grundplattenelement 3 mit einem Pedalelement 2 verbunden. An der Verbindungseinrichtung ist ein Drehwinkelsensor 1 angeflanscht.
Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, besteht die Verbindungsein- richtung aus einem linken Achsenelement 7 und einem rechten Achsenelement 11, zwischen denen sich der Lagerungszylinder 9 befindet. Um die Achsenelemente ist auf der einen Seite ein Rückholfederelement 5 und auf der anderen Seite ein Rückholfederelement 12 positioniert. Die Achselemente werden mit Hilfe einer Schraube 6 und die übrigen Teile von einer Schraube 14 zusammengehalten.
Das linke Achsenelement 7 wird mit Hilfe eines Abdeckplattenelements 4 mit Hilfe von Schrauben an einem Gehäuse, das die Achselemente umgibt, verschraubt. Am rechten Achsenelement 11 wird das Gehäuse mit Hilfe einer Sensormontageplatte 13 geschlossen.
Die Sensormontageplatte weist eine Ausnehmung aus, durch die der Drehwinkelsensor 1 mit dem rechten Achsenelement 11 verbunden werden kann. Hierfür wird ein speziell ausgebildeter Sensor-Axial-Adapter 16 eingesetzt. Mit Hilfe von Schrauben 17 ist es möglich, den Drehwinkelsensor 1 an der Sensormontageplatte 13 zu verschrauben.
Hervorzuheben ist, dass der Drehwinkelsensor eine separate Sensorrückholfeder 15 aufweist. Die Sensorrückholfeder 15 sorgt dafür, dass bei einem Wellenbruch oder bei einem Abscheren des Drehwinkelsensors 1 gesichert wird, dass der Drehwinkelsensor in seine Nullstellung zurückgestellt wird, so dass Bedienungsfehler und Beschädigungen des Motors und der dergleichen vermieden wird.
In Fig. 2 ist gezeigt, in welchen Winkeln das Pedalelement 2 gegenüber dem Grundplattenelement 3 zu bewegen ist.
In einer minimalen Leerlaufposition bei einer 45° -Ausführung macht das Pedalelement 2 gegenüber dem Grundplattenelement 3 einen 45°-Leerlaufwinkel γ auf.
In der sonst üblichen LeerlaufStellung beträgt ein Bodenwinkel jS = 35°. Der wirksame Pedalwinkel a , der vorzugsweise eingesetzt wird, beträgt 22°. Hierdurch ist es möglich, dass für den Berufskraftfahrer das Pedalelement 2 ohne große Ermüdungserscheinungen des Fußes sehr lange betätigt werden kann. Es ist auch möglich, dass bei einer notwendigen maximalen Vollgasposition bei einer 30° -Ausführung das Pedalelement gegenüber dem Grundplattenelement einen Endstellungswinkel γ von nur 8° auf acht. Die Extremstellung, minimale Leerlauf- position und maximale Vollgasposition erhöhen den möglichen Pedalbetätigungswinkel um einige Grad.
In Fig. 3 ist der Drehwinkelsensor 1 gezeigt.
Bei dem Drehwinkelsensor 1 dreht sich um zwei mandarinen- scheibenförmige Flußleitstücke 30, 31, die zwischen sich eine Abstandsausnehmung lassen, ein Ringmagnet 32, der von einer Ringmagnetaufnahme 33 gehalten wird. Mit der Ringmagnetaufnahme ist eine Welle 42 verbunden. Die Welle bewegt sich in einer Buchse 40, die mit einem Sicherungsring 41 ab- schließt und um die ein O-Ring 43 gelegt ist.
In die Abstandsausnehmung zwischen den beiden Flußleitstük- ken 30,31 sind zwei Schaltkreis-ASIC 20 und 21, 22 und 23, 24 und 25 angeordnet. Jedes ASIC weist eine Hall-Einheit 20H und 21H, 22H und 23H, 24H und 25H auf, die mit weiteren Schaltkreiselementen zusammenarbeitet und vorzugsweise in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführt ist. Der Schaltkreis ASIC mit der Hall-Einheit ist von einem ASIC-Gehäuse umgeben.
Die Flußleitstücke werden mit Hilfe einer Statorfixierung 35 gehalten. Unter der Statorfixierung dreht sich der Ringmagnet 32, der aus zwei Ringsegmenten 32.1, 32.2 mit entsprechenden magnetischen Polungen ausgebildet ist.
Über der Statorfixierung 35 befindet sich eine Leiterplatte 35, in der die Anschlüsse der beiden ASIC's hineingeführt werden. Darüber befinden sich auf der Leiterplatte 35 weite- re Baueinheiten 44.
Umschlossen ist die Stator- und die Rotoreinheit von einer Gehäuseeinheit, bestehend aus Gehäuse 36 und Deckel 37. In dem Gehäuse 36 wird die Buchse 40 gehalten. Darüber hinaus umgibt das Gehäuse 36 einen Flachstecker 38, der von einem Steckereinsatz 39 gehalten wird.
Mit Hilfe des Wählelements 42 dreht sich die Rotoreinheit um die Statoreinheit in einem möglichen Winkel von 0 bis 360° und erzeugt eine ASIC-Ausgangsspannung UAS, die in etwa eine sinusförmige Konfiguration hat. Die ASIC-Ausgangsspannung UAS ist in allen Bereichen nicht vollständig linear. Über einen der PIN's des Flachsteckers 38 ist es aber möglich, mit Hilfe einer PIN-Programmierung bei geschlossener Gehäuse- Einheit die ASIC-Ausgangsspannung entsprechend anzuheben und zu linearisieren. Es ist insbesondere möglich, jeweils den linearen Abschnitt UL zwischen den beiden Extremwerten weiter zu linearisieren und die Steigung des linearen Abschnittes zu beeinflussen. In diesem linearen Abschnitt besitzt der Drehwinkelsensor 1 die größte Meßgenauigkeit.
Erfindungswesentlich ist, dass der an sich sehr kleine Pedalwinkel Q; von 0 bis 22° bauseitig in diesen linearen Abschnitt UL, wie Fig. 7 zeigt, gelegt wird. Dabei ist die Lage des Abschnitts frei wählbar, kann also nach links oder rechts verschoben werden. Es kann sowohl der ansteigende als auch der absteigende lineare Abschnitt der ASIC-Ausgangsspannung UAS verwendet werden. Das hat den besonderen Vorteil, dass ein weiterer Drehwinkelsensor auch an der gegenüberliegenden Seite im Bereich des Abdeckplattenelement 7 angebaut werden kann. Hierbei müßte das Abdeckplattenelement ähnlich wie die Sensormontageplatte ausgebildet werden. Ein erster Drehwinkelsensor 1 wird, wie die Fig. 4a und 4b zeigen, dafür verwendet, dass über zwei Kanäle ein pulswei- tenmoduliertes Signal, im folgenden PWM-Signal, erzeugt wird. Der erste Kanal wird durch den Schaltkreis-ASIC 20 mit der Hall-Einheit 20H gebildet. Hierbei wird der Schaltkreis- ASIC 20 und eine Speichereinheit 60 mit einer Mikroprozessor-Einheit 50 verbunden. Dem Schaltkreis-ASIC 20 und der Speichereinheit 60 ist eine Eingangsschalteinheit 65 vorgeschaltet. An die Eingangsschalteinheit 65 ist ein PIN 1 mit Plus 24 Volt und ein PIN 2 mit Erde 63 angeschlossen.
Der Ausgang 6 der Mikroprozessoreinheit 50 führt auf eine Umschalteinheit 58, die mit einer Signalanhebungseinheit 52 verbunden ist. Die Signalanhebungseinheit 52 führt über einen Widerstand R6 und eine Induktivität Ll auf einen PIN 4.
Der Ausgang 4 und 5 der Mikroprozessor-Einheit 50 wird auf eine Signalherabsetzungseinheit 53 geführt. Zwischen beiden Ausgängen der Signalherabsetzungseinheit 53 ist ein Kondensator C5 angeordnet, der auf der einen Seite an Ground, d. h. Erde 63 und auf der anderen Seite an einen Widerstand R3 geschaltet ist. Der Widerstand R3 ist zwischen dem Widerstand R6 und der Induktivität Ll angeordnet.
An PIN 4 wird ein PWM-Signal unterschiedlicher Frequenz erzeugt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Einstellbar sind insgesamt vier Frequenzen Fl bis F4 mit folgenden Frequenzwerten:
Fl = 215 Hz
F2 = 300 Hz
F3 = 400 Hz
F4 = 500 Hz Durch die Signalherabsetzungseinheit ist es möglich, den Signalpegel am Ausgang 56 des PIN's 4 mit 24 Volt oder herabgesetzt auf 5 Volt abzugeben.
Der zweite Schaltkreis-ASIC 21 mit der Hall-Einheit 21A ist in gleicher Weise verschaltet wie der oben beschriebene Kanal 1. Eingesetzt wird hier anstelle der Speichereinheit 60 eine Speichereinheit 61, anstelle der Mikroprozessoreinheit 50 eine Mikroprozessoreinheit 51, anstelle der Umschalteinheit 58 eine Umschalteinheit 59, anstelle der Signalanhe- bungseinheit 52 eine Signalanhebungseinheit 54 und anstelle der Signalanhebungseinheit 53 eine Signalanhebungseinheit 55. Masse trägt hierbei die Bezugsziffer 64. Anstelle des Widerstands R6 wird ein Widerstand R5 und anstelle der Induktivität Ll eine Induktivität L3 eingesetzt.
Für die Eingangsschalteinheit 65 kommt eine Eingangsschalteinheit 66 zum Einsatz, die an einen PIN 5 mit plus 24 Volt und einen PIN 6 mit Erde 64 angeschlossen ist.
An dem PIN 57 wird ein PWM-Signal PWM2 mit unterschiedlichen Frequenzen Fl bis F4 abgegeben.
Die Eingangsschalteinheiten 65 und 66 sind gleich aufgebaut. Sie bestehen aus einem IC3 bzw. IC4, das eingangsseitig mit PIN 1 und PIN 2 sowie PIN 5 und PIN 6 geschaltet ist . Der Ausgang des IC3 bzw. IC 4 ist auf den Eingang 4 des Schaltkreis-ASIC 20 bzw. Schaltkreis-ASIC 21 geführt.
PIN 2 bzw. PIN 6 ist auf den zweiten und dritten Eingang 1 bzw. 3 des ASIC's 20 bzw. ASIC 21 geführt. Darüber hinaus ist PIN 3 bzw. PIN 6 mit der Speichereinheit 60 bzw. 61 verbunden. Die Verbindung liegt an Ground 1 bzw. Ground 2 und ist darüber hinaus auf IC 3 bzw. IC 4 geführt. Zwischen den parallel laufenden Verbindungen zum Eingang 4 der beiden ASIC's und der geerdeten Verbindung, die auf Eingang 5 der Speichereinheiten 60, 61 führt, sind parallel zu beiden Einheiten jeweils ein Kondensator 3 bzw. 4 und danebenliegend weitere IC"s angeordnet.
Eingesetzt wird als Speichereinheit eine überschreibbare Speichereinheit E2PROM des Typs 24LC010T.
Als Mikroprozessor-Einheit wird ein Mikroprozessor des Typs 12 C 672-04 ISM verwendet.
Die einzelnen Signalanhebungs bzw. -herabsetzungseinheiten sind als entsprechend geschaltete Transistorverstärkerstufen ausgebildet .
Verwendet werden Z-Dioden (Zener-Dioden) des Typs 4 V 7, oder des Typ 4 V 1.
Für die Einheiten 52, 54, 58 und 59 werden Schaltkreise des Typs BCR 35 PN und für die Einheiten 53 und 55 Schaltkreise des Typs BCR 116 eingesetzt.
Beim Betätigen des Pedalelements werden durch die ASIC's 20, 21 die linearen PedalwinkelausgangsSpannungen UDR gemäß Fig. 7 abgegeben und in die PWM-Signale gemäß Fig. 8 umgeformt.
Von Bedeutung ist, dass die zusätzlichen Schalteinheiten beider Kanäle als zusätzliche Baueinheiten 44 auf der Leiterplatte 35 des Drehwinkelsensors positioniert werden und von der Gehäuseeinheit 36, 37 umschlossen werden.
Wie das PWM-Signal PWM 1 in Abhängigkeit von der Stellung des Pedalelements 2 regeneriert wird, soll anhand der Fig. 9a) bis 9c) erläutert werden. Die Pedalwinkelausgangsspannung UDRI gemäß Fig. 9a) wird bei einem Pedalwinkel α 1 gemäß Fig. 9b) abgegeben. Diese Pedalwinkelausgangsspannung UDRι wird an die Mikroprozessoreinheit 50 bzw. 51 abgegeben, die mit Hilfe ihres Programms bei ein- gestellten PW-Signal PWl ein PWM-Signal PWMl α 1 gemäß Fig. 9c) erzeugt und abgibt.
Eine Pedalwinkelausgangsspannung UDR gemäß Fig. 9a) entspricht dem Pedalwinkel α 2 gem. Fig. 9b) . Mit Hilfe von UDR2 erzeugt die Mikroprozessoreinheit ein PW-Signal PWMl α 2, das in Fig. 9d) dargestellt wird.
Deutlich wird, dass jedem Pedalwinkel α ein bestimmtes PWM- Signal PW 1 entspricht. In gleicher Art und Weise werden die PWM Signale PW2 bis PW4 mit den Frequenzen F2 bis F4 in Abhängigkeit vom Pedalwinkel α erzeugt .
In die Fig. 5a und 5b ist eine weitere Möglichkeit der Beschaltung der beiden im Drehwinkelsensor vorhandenen ASIC's beschrieben.
Hierbei wird das ASIC 22 mit der Hall-Einheit 22H mit dem Eingang 4 einer Mikroprozessor-Einheit 70 verbunden.
Die Ausgänge 6 und 7 der Mikroprozessor-Einheit 70 sind auf die Eingänge 1 und 5 eines Analog/Digital-Wandlers 72 geführt. Der Ausgang 3 des A/D-Wandlers 72 führt über einen Widerstand Rl und eine Induktivität Ll auf den Anschluß J2 eines Ausgangs 72; am Ausgang 72 v steht dann ein Analog- Signal AN1 an. Eingangsseitig führt ein Pol Jl sowohl auf den Eingang 1 des ASIC's 22 als auch über einen Widerstand RF4 zum Eingang 3 der Mikroprozessoreinheit 3 und zum Eingang 4 des A/D- Wandlers 72. Dem Widerstand R4 ist eine über eine Erde lie- gende Diode Dl des Typs BZU 55-C 5V 1 positioniert. Parallel zu Dl liegt ein Widerstand R2 der an die Polleitung Jl und die Ausgangsleitung des ASIC^s 22 liegt.
Des weiteren ist eingangsseitig vom Pol J3 der Eingang 2 und 3 des ASIC's 22 beschaltet. Beide Eingänge sind geerdet.
Der Eingang 2 der Mikroprozessoreinheit 70 ist auf eine
Diode 2, die an Erde liegt, geführt. Sie ist ausgangsseitig über einen Widerstand R8 hinter den Widerstand Rl geführt .
Der zweite ASIC 23 mit seiner Hall-Einheit 23H ist eingangsseitig mit einer Eingangsschalteinheit 76 beschaltet. Der Ausgang 4 des ASIC^s 23 ist mit dem Eingang 4 einer Mikroprozessoreinheit 71 verbunden. Die Ausgänge der Mikroprozessoreinheit 71 sind mit einer Gegentaktstufe 73 verbunden, die ein Gegentaktsignal GT am Ausgang 73 Λ des Pols J5 abgibt .
Die Eingangsschalteinheit besteht aus einem IC 6, dessen
Ausgänge 2 und 5 an Erde liegen. Dessen Eingänge 1 und 3 gehen an den Pol J4. Zwischen dem Pol J6 und dem Eingang 1 des IC 6 ist ein Kondensator C4 angeordnet. Der Schaltkreis IC6 hat die Typenbezeichnung TLE 4296. Zwischen dem Ausgang 4 und der an Ground (Erde) GND liegenden Verbindung von Pol J6 ist ein Schaltkreis IC5G52 angeordnet, zu der ein Kondensator C2 parallel liegt. Der Ausgang 1 des ASIC 23 ist über einen Widerstand 3 mit 10 KΩ auf die Verbindung zwischen dem Ausgang 4 des ASIC 23 und dem. Eingang 4 der Mikroprozessoreinheit 71 geführt.
Die Gegentaktstufe 73 besteht aus einer Umschalteinheit 79, die auf eine Signalanhebungseinheit 77 geführt ist. Die Um- schaltungseinheit 79 ist mit dem Ausgang 7 der Mikroprozessoreinheit 71 verbunden. Zur Gegentaktstufe gehört darüber hinaus eine Signalherabsetzungseinheit 73, die an den Ausgang 2 der Mikroprozessoreinheit 71 angeschlossen ist. Aus- gangsseitig ist die Signalanhebungseinheit 77 über einen Widerstand R5 und die Signalherabsetzungseinheit 78 über einen Widerstand R7 auf die Induktivität L2 geführt, vor der ein Kondensator C2 gegenüber Erde angeordnet ist. Der Widerstand R7 wird darüber hinaus auf einen Widerstand R3 geführt, dem eine Gleichreglerstufe D3 der Typenbezeichnung PZV55-C5V1 nachgeordnet ist. Zwischen dem Widerstand R6 und der Diode D3 ist der Ausgang 6 der Mikroprozessoreinheit 71 geführt. Zwischen der Diode D3 und Erde 75 sind die Eingänge 3 und 5 der Mikroprozessoreinheit 71 an Masse angeordnet.
Wird das Pedalelement 3 im Pedalwinkel o. bewegt, steht am Ausgang 72' das in Fig. 10 gezeigte Analogsignal AN1 und am Ausgang 73 das Schaltersignal GT1 an.
Auch hier ist es von Vorteil, dass die erwähnten Bauelemente als zusätzliche Baueinheiten 44 auf der Leiterplatte 35 des Drehwinkelsensors angeordnet sind und von der Gehäuseeinheit umschlossen sind.
Bei • einer dritten Ausführungsform gemäß den Fig. 6a und 6b wird der ASIC 24 zur Erzeugung eines Analogsignals AN2 verwendet. Der analoge Kanal ist hier genauso aufgebaut wie der analoge Kanal gemäß Fig. 5b. Hierbei sind die Pole Jl und J3 in PIN-Nummern 1/01 und 1/03 umbenannt. Die Widerstände R4, die Dioden Dl und die Widerstände R2 sind in gleicher Art und Weise zwischen dem ASIC 22 bzw. 24 und der Mikroprozessoreinheit 70 bzw. 80 angeordnet.
Vorgesehen ist ein Analog-/Digital-Wandler 82. Er ist ebenso verschaltet wie der Digital-/Analog-Wandler 72. An seinem Ausgang 3 sind in gleicher Weise der Widerstand Rl, der Kondensator Cl, die Induktivität Ll, die Diode D2 und anstelle des Widerstands R8 ein Widerstand R5 angeordnet .
Der zweite Schaltkreis-ASIC 25 mit der Hall-Einheit 25H ist eingangsseitig mit einer Eingangsschalteinheit 83 beschaltet. Ausgangsseitig ist der ASIC 25 mit einer Mikroprozessoreinheit 81 verbunden, deren Ausgänge mit weiteren Bauelementen so beschaltet sind, dass am Ausgang 86 und 87 gegen- einander geschaltete Signale Gl, G2 abgegeben werden.
Die Eingangsschalteinheit 83 ist ebenso aufgebaut wie die in Fig. 5b gezeigte Eingangsschalteinheit 76.
Hierbei wird wie bereits beschrieben, die Klemme 1/04 auf die Eingänge 1 und 3 des IC 6 geführt. Vor ihnen liegt ein Kondensator C4, der auf die Eingänge 2 und 5 des IC 6 geführt ist. Die Anschlüsse 2 und 5 sind geerdet. Zwischen den geerdeten Eingängen 2 und 5 und dem Ausgang 4 des IC 6 ist eine Baueinheit IC 5GS2 und ein Kondensator IC 5 angeordnet.
Der Ausgang 4 des IC 6 führt dann vom Kondensator IC 3 auf den Eingang 1 des ASIC 25 und auf den Eingang 5 der Mikroprozessoreinheit 81. Zwischen dem Eingang 1 des ASIC'S 25 und seinem Ausgang 5 ist ein Widerstand R3 angeordnet. Die beiden weiteren Eingänge 2 und 3 des ASIC's 25 sind geerdet. Zum Einsatz kommt auch hier ein Schaltkreis der Typenbezeichnung 16105 Sl der Firma MELEXIS .
Die Mikroprozessoreinheit 81 ist wie folgt beschaltet:
Der Eingang 5 ist mit dem entsprechend nachgeschalteten PIN 1/04 verbunden.
Der Eingang 4 ist mit dem entsprechend beschalteten Eingang 4 des ASIC 25 verbunden.
Am Ausgang 3 ist eine Ausgangsstufe 85 angeordnet, die mit Erde GNDA verbunden ist und über einen Widerstand R7 sowie eine Induktivität L3 auf die Klemme 1/6, d. h. den Ausgang 87 geführt ist.
Des weiteren ist am Ausgang 3 eine ebenfalls mit Erde verbundene weitere Ausgangsstufe 84 verbunden, die über einen Widerstand R6 und eine Induktivität L2 zum PIN 1/05, d. h. zum Ausgang 86 geführt ist. Beide Ausgangsstufen 84 und 85 sind als Dioden D3, D4 ausgebildet.
Zwischen dem Widerstand R7 und der Induktivität L3 ist ein an Ground (Erde, Null-Potential) liegender Kondensator C5 und zwischen dem Widerstand R6 und der Induktivität L2 ein an Ground GNDA liegender Kondensator 2 angeordnet.
Wird bei dieser Ausführungsform die rotierende Einheit des Drehwinkelsensors mit Hilfe des Pedalelements 2 bewegt, wird am Ausgang 82 das Analogsignal AN2 und an den beiden Aus- gangen 86 und 87 gegeneinandergeschaltete Signale Gl und G2 abgegeben, wie in Fig. 11 a) und 11 b) dargestellt. Nimmt das Pealelement 2 den Pedalwinkel α3 ein, wird durch die Breite und den positiven Teil des Analogsignals ANZ gemäß Fig . 11 a die Länge der HIGH-Flanke und die Länge der LOW-Flanke bis zum nächsten positiven Teil von ANZ durch die Mikroprozessorsteuereinheit 81 mit Hilfe des Programms und D3 vom Signal GE1 erzeugt . D4 sorgt dann dafür, dass das Ge- gentaktsignal GEZ gemäß Fig . 11 b abgegeben wird .
Bei allen drei Ausbauvarianten wird ein Drehwinkel sensor eingesetzt , der die bereits beschriebenen Signale gemäß Fig . 7 abgibt . Diese Signale werden auf die Motorsteuereinheit übertragen und entsprechend für die Steuerung des Motors verwertet . Von besonderem Vorteil ist , dass der an sich sehr kleine Betätigungswinkel von nur 22 ° in den linearen Abschnitten der ASIC-Ausgangsspannung UA gelegt wird. Hiermit wird gesichert , dass die PWM-Signale , die Analog- Signale , die Schaltersignale GT und die gegeneinander geschalteten Signale GE1 und GE2 auf das Genauste reproduziert werden. Selbst der sehr rauhe Betrieb an dem Fahrpedal der schweren Kraftfahrzeuge ruft kein Fehl verhalten hervor .
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil ist , dass umprogrammierbare Einheiten, wie z . B . ASIC' s und Mikroprozessoreinheiten mit Hilfe der PIN- Programmierung über die Flachstek- ker 38 des Drehwinkelsensors justiert werden können. Damit ist es möglich, j eden Sensor so zu justieren und einzustel - len, dass er die gewünschten Signale abgibt .

Claims

Patentansprüche :
1. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und - ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und
- eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen ei- ner Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel . (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
- daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit einer Hall-Einheit (20H, 21H) aufweist,
- daß der Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit der Hall- Einheit (20H, 21H) und eine Speichereinheit (60, 61) mit einer Mikroprozessoreinheit (50, 51) verbunden ist, - daß dem Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit der Hall- Einheit (20H, 21H) und der Speichereinheit (60, 61) eine Eingangsschalteinheit (65, 66) vorgeschaltet ist und - daß der Mikroprozessoreinheit (50, 51) eine Ausgangsschalteinheit (52, 53, 58; 54, 55, 59) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (56, 57) ein impulsbreitenmoduliertes Signal (PWl, PW2) mit wählbaren Frequenzen (Fl, F2, F3, F4) abgibt.
2. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, - ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und - eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich- tung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel ( ) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
- daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin- kelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen
Schaltkreis-ASIC (22, 24) mit einer Hall-Einheit (22H, 24H) aufweist,
- daß der Schaltkreis-ASIC (22, 24) mit der Hall- Einheit (22H, 24H) mit einer Mikroprozessoreinheit (70, 80) verbunden ist und
- daß der Mikroprozessoreinheit (70, 81) ein Ana- log/Digitalwandler (72, 82) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang (56, 57) ein Analogsignal (AN1, AN2) abgibt.
3. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins- besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und
- eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre- chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
- daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (23) mit einer Hall-Einheit (23H) aufweist, - daß dem Schaltkreis-ASIC (23) mit der Hall-Einheit (23H) eine Eingangsschalteinheit (76) vorgeschaltet ist,
- daß der Schaltkreis-ASIC (23) mit der Hall-Einheit (23H) mit einer Mikroprozessoreinheit (71) verbunden ist und
- daß der Mikroprozessoreinheit (71) eine Ausgangs- schalteinheit (73) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (73 x) ein Schaltersignal (GT) abgibt.
4. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins- besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und
- eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre- chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
- daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (25) mit einer Hall-Einheit (25H) aufweist, - daß der Schaltkreis-ASIC (25) mit der Hall-Einheit (25H) ) mit einer Mikroprozessoreinheit (81) verbunden ist,
- daß der Schaltkreis-ASIC (25) mit der Hall-Einheit (25H) ) eine Eingangaschalteinheit (83) vorgeschaltet ist und
- daß ein erster Ausgang (86) der Mikroprozessoreinheit ( 81) , an dem eine erste Ausgangsstufe ( 84 ) angeordnet ist , und ein zweiter Ausgang ( 87 ) , an dem eine zweite Ausgangsstufe ( 85 ) angeordnet ist , gegeneinanderge- schaltete Signale (GE1 , GE2 ) abgeben .
5. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und - ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und
- eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen ei- ner Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
- daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, der einen ersten Schalt- kreis-ASIC (20) mit einer ersten Hall-Einheit (20H) und einen zweiten Schaltkreis-ASIC (21) mit einer zweiten Hall-Einheit (21H) aufweist,
- daß der erste Schaltkreis-ASIC (20) mit der ersten Hall-Einheit (20H) und eine erste Speichereinheit (60) mit einer ersten Mikroprozessoreinheit (50) verbunden ist, - daß der zweite Schaltkreis-ASIC (21) mit der zweiten Hall-Einheit (21H) und eine zweite Speichereinheit (61) mit einer zweiten Mikroprozessoreinheit (51) verbunden ist, - daß dem ersten Schaltkreis-ASIC (20) mit der ersten Hall-Einheit (20H) und der ersten Speichereinheit (60) eine erste Eingangsschalteinheit (65) vorgeschaltet ist,
- daß dem zweiten Schaltkreis-ASIC (21) mit der zweiten Hall-Einheit (21H) und der zweiten Speichereinheit (60,
61) eine zweite Eingangsschalteinheit (66) vorgeschaltet ist,
- daß der ersten Mikroprozessoreinheit (50) eine erste Ausgangsschalteinheit (52, 53, 58) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (56) ein erstes impulsbreitenmoduliertes Signal (PWl) mit wählbaren Frequenzen (Fl, F2 , F3, F4) abgibt und
- daß der zweiten Mikroprozessoreinheit (51) eine zweite Ausgangsschalteinheit (54, 55, 59) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (57) ein zweites impulsbreitenmoduliertes Signal (PW2) mit wählbaren Frequenzen (Fl, F2, F3, F4) abgibt.
6. BodenpedalVorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins- besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und - eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, - daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, - daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, der einen dritten Schaltkreis-ASIC (22) mit einer dritten Hall-Einheit (22H) und einen vierten Schaltkreis-ASIC (23) mit einer vierten Hall-Einheit (23H) aufweist, - daß der dritte Schaltkreis-ASIC (22) mit der dritten Hall-Einheit (22H) mit einer dritten Mikroprozessoreinheit (70) verbunden ist,
- daß dem vierten Schaltkreis-ASIC (23) mit der vierten Hall-Einheit (23H) eine dritte Eingangsschalteinheit (76) vorgeschaltet ist,
- daß der vierte Schaltkreis-ASIC (23) mit der vierten Hall-Einheit (23H) mit einer vierten Mikroprozessoreinheit (71) verbunden ist,
- daß der dritten Mikroprozessoreinheit (70) ein erster Analog/Digitalwandler (72) nachgeschaltet ist, dessen
Ausgang (72 ein erstes Analogsignal (ANl) abgibt und
- daß der vierten Mikroprozessoreinheit (71) eine Ausgangsschalteinheit (73) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (73 ein Schaltersignal (GT) abgibt.
Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und
- eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre- chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
- daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin- kelsensor (1) ausgebildet ist, der einen fünften Schaltkreis-ASIC (24) mit einer fünften Hall-Einheit (24H) und einen sechsten Schaltkreis-ASIC (25) mit ei- ner sechsten Hall-Einheit (25H) aufweist,
- daß der fünfte Schaltkreis-ASIC (24) mit der fünften Hall-Einheit (24H) mit einer fünften Mikroprozessoreinheit (80) verbunden ist,
- daß dem sechsten Schaltkreis-ASIC (25) mit der vier- ten Hall-Einheit (25H) eine vierte Eingangsschalteinheit (83) vorgeschaltet ist,
- daß der fünfte Schaltkreis-ASIC (25) mit der fünften Hall-Einheit (25H) mit einer fünften Mikroprozessoreinheit (80) verbunden ist, - daß der fünften Mikroprozessoreinheit (80) ein zweiter Analog/Digitalwandler (82) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang (82') ein zweites Analogsignal (AN2) abgibt und
- daß ein erster Ausgang (86) der sechsten Mikroprozessoreinheit (81) , an dem eine erste Ausgangsstufe (84) angeordnet ist, und ein zweiter Ausgang (87) , an dem eine zweite Ausgangsstufe (85) angeordnet ist, gegen- einandergeschaltete Signale (GE1, GE2) abgeben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedale- lement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16.) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung der Brennkraftmaschine in dem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 22° zu bewegen ist
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8 oder 2 oder 8 oder 3 oder 8 oder 4 oder 8 oder 5 oder 8 oder 6 oder 8 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung außer wenigstens einer Rückhohlfeder (5, 12) zum Rückstellen des Pedalelements (2) in die Leerlauf- Stellung eine separate Sensorrückstellfeder (16) zum
Einnehmen des Drehwinkelsensors (1) in die Nullstellung aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückhohlfedern (5, 12) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbaren Frequenzen (Fl, F2, F3 , F4) des jeweiligen Pulsweitensignals (PWl, PW2) mit der jeweiligen Speichereinheit (60, 61) einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltkreis-ASIC (20, 21, 22, 23, 24, 15, 26) eine Schaltkreis-Mikrorechnereinheit mit einer Schalt- kreisspeichereinheit über Flachstecker (38) des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar ist.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die er- ste bis sechste Mikroprozessoreinheit (50, 51, 70, 71, 80, 81) und die jeweilige zugehörige Speichereinheit (60, 61) über den Flachstecker (38) des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar ist.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreisspeichereinheiten jedes Schaltkreis-ASIC (20, 21, 22, 23, 24, 15, 26), die Speichereinheit, die erste Speichereinheit (60) und die zweite Speicherein- heit (61) als ein E2PROM ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) gegenüber dem Grundplattenelement (3) in der LeerlaufStellung einen Bodenwinkel (ß) aufmacht.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenwinkel (ß) minus Pedalwinkel (α)- gleich einen End- stellungswinkel (γ) ergibt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenwinkel (ß) 30, 35°oder 40° und der End- stellungswinkel (γ) 13° oder 23° beträgt.
18. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit einer Hall-Einheit (20H, 21H) aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung (100) für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, derart,
- daß ein Pedalwinkel (α) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und - daß der Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° bei einer Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASIC-Ausgangsspannung (UAS) er- fasst und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in ein impulsbreitenmoduliertes Signal (PWl, PW2) mit wählba- ren Frequenzen (Fl, F2, F3, F 4) umgeformt wird.
9. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (22, 23) mit einer Hall-Einheit (22H, 23H) aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10,
11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brenn - kraf tmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der
Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, derart,
- daß ein Pedalwinkel (α) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und
- daß der Pedalwinkel ( ) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASIC-Ausgangsspannung (UAS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in ein Ana- logsignal (ANl, AN2) umgeformt wird.
20. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (22, 23) mit einer Hall-Einheit (22H, 23H) aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12-, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungsein- richtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, derart,
- daß ein Pedalwinkel (α) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und
- daß der Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASIC-Ausgangsspannung (UAS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in ein Schaltersignal (GT) umgeformt wird.
21. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (22, 23) mit einer Hall-Einheit (22H, 23H) aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung (UAS) m einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins- besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
- ein Pedalelement (2) und
- ein Grundplattenelement (3) , die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine zu bewegen ist, derart, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, - daß ein Pedalwinkel (α) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und
- daß der Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASIC-Ausgangsspannung (UAS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in gegeneinan- dergeschaltete Signale (GE1, GE2) umgeformt wird.
22. Verwendung nach Anspruch 18 oder 19 oder 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Baueinheiten (44) ebenso wie die Schaltkreise-ASIC (20, ..., 26) mit den Hall-Einheiten (20H, , 26H) von einer Gehäuseeinheit (36, 37) des Drehwinkelsensors (1) umschlossen werden.
23. Verwendung nach einem vorhergehenden Ansprüche 18 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 22° bewegt wird.
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