DE102004024763B4

DE102004024763B4 - Pedal unit for motor vehicle, has drive lever pivotably mounted on pedal member, and moving member which acts on operating lever

Info

Publication number: DE102004024763B4
Application number: DE200410024763
Authority: DE
Inventors: Laurent Klopfenstein
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: DE102004024763A1

Abstract

A transmission device (230) includes a lever mechanism. At lease one drive lever (234) is pivotably mounted on a pedal member (214), spaced apart from the fulcrum. A moving member (224) or a member (232) attached to it acts on the operating lever. - Independent claims are included for a further pedal unit; a pedal assembly; and a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedaleinheit, eine Pedalbaugruppe und ein Kraftfahrzeug.The The invention relates to a pedal unit, a pedal assembly and a Motor vehicle.

Bekannte Pedaleinheiten weisen ein Grundelement und ein gegenüber diesem bewegliches Pedalelement auf. Die Betätigung des Pedalelements erfolgt durch Verstellung in einer Betätigungsrichtung (von der Grundstellung in Richtung der Endstellung). Es ist mindestens ein Rückstellelement vorgesehen, das entgegen der Betätigungsrichtung auf das Pedalelement wirkt und dieses bei Nichtbetätigung zurückstellt.Known Pedal units have a basic element and one opposite it movable pedal element. The actuation of the pedal element takes place by adjustment in an actuating direction (of the basic position in the direction of the end position). It is at least a reset element provided, contrary to the direction of actuation acts on the pedal element and this resets when not in use.

Es sind bereits Pedaleinheiten bekannt, bei denen als zusätzliche Krafteinheit eine Motoreinheit zur Erzeugung einer variablen, steuerbaren Pedalkraft vorgesehen ist. In der DE-102 11 018 A1 ist eine Pedaleinheit beschrieben mit einem Grundelement und einem gegenüber diesem bewegbaren Pedalelement. Als Krafteinheit ist eine Motoreinheit vorgesehen, deren Rotoreinheit mit dem Pedalelement und deren Statoreinheit mit dem Grundelement verbunden ist. Eine Steuereinheit steuert die Motoreinheit an. Hierbei wird durch ein Sensorelement ein Zustand erfaßt, der von einem vorgegebenen Normalzustand abweicht (bspw. eine Überschreitung der maximal zulässigen Geschwindigkeit). Als Reaktion hierauf wird die Motoreinheit eingeschaltet, so daß eine Motorgegenkraft auf das Pedalelement wirkt. Wenn wieder der Normalzustand hergestellt ist, wird die Motoreinheit ausgeschaltet. In der DE 102 11 018 A1 ist die Krafteinheit (Motoreinheit) direkt mit dem Grundelement und dem Pedalelement verbunden.There are already pedal units are known in which an engine unit for generating a variable, controllable pedal force is provided as an additional power unit. In the DE-102 11 018 A1 is a pedal unit described with a base member and a movable relative to this pedal element. As a power unit, a motor unit is provided, the rotor unit is connected to the pedal member and the stator unit with the base member. A control unit controls the motor unit. In this case, a state is detected by a sensor element, which differs from a predetermined normal state (eg. Exceeding the maximum permissible speed). In response, the motor unit is turned on, so that a motor counterforce acts on the pedal member. When the normal state is restored, the motor unit is turned off. In the DE 102 11 018 A1 the power unit (motor unit) is connected directly to the base element and the pedal element.

In der EP 1369763 A2 ist eine weitere Pedaleinheit beschrieben, bei der eine Motoreinheit mit einem Stator und einem Rotor vorgesehen ist. Während die Statoreinheit mit dem Grundelement verbunden ist, ist die Rotoreinheit mit dem Pedalelement über eine Vorrichtung gekoppelt. Hierbei ist ein Motorzapfen der als Torque-Motor ausgebildeten Motoreinheit über ein Zugseil mit einer Pedaldreheinheit gekoppelt, die wiederum über ein Hebelelement mit dem Pedalelement gekoppelt ist. Die Stellung des Pedalelements wird durch eine Pedal-Sensoreinheit ermittelt. Eine Steuereinheit ist mit der Motoreinheit verbunden und steuert diese zur Erzeugung einer in speziellen Fahrsituationen benötigten Gegenkraft am Pedalelement an. Eine Kopplungseinheit zwischen Pedalelement und Motor dient dazu, bei defektem Motor das Pedalelement irreversibel vom Motor zu trennen.In the EP 1369763 A2 Another pedal unit is described in which a motor unit is provided with a stator and a rotor. While the stator unit is connected to the base member, the rotor unit is coupled to the pedal member via a device. In this case, a motor journal of the motor unit designed as a torque motor is coupled via a pull cable to a pedal turn unit, which in turn is coupled to the pedal element via a lever element. The position of the pedal element is determined by a pedal sensor unit. A control unit is connected to the motor unit and controls it to generate a counterforce required on the pedal element in special driving situations. A coupling unit between the pedal element and the motor serves to irreversibly separate the pedal element from the motor when the motor is defective.

In der WO 2003039899 A2 sind eine Anzahl von Pedaleinheiten beschrieben. In einer Ausführungsform (8d) wirkt ein Motor als Krafteinheit über ein Zugseil auf eine mit dem Pedalelement verbundene Drehscheibe. Das Zugseil weist hierbei eine Zugfeder auf, mit deren Ende es am Grundelement aufgehängt ist. Ein mit dem Motor gekoppeltes Umlenkelement greift in das Seil ein und lenkt dieses an zwei Umlenkpunkten in entgegengesetzter Richtung aus, so daß es zu einer Verkürzung des Seil kommt und auf diese Weise eine Kraft auf das Pedalelement wirkt. Der Motor wirkt hierbei allerdings nicht direkt auf das Pedalelement, sondern verstellt nur die Vorspannung der Feder. Deshalb lässt sich bei der Ausführungsform kein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor und dem Pedalelement definieren. In einer weiteren Ausführungsform (27a) wirkt der Motor über einen komplexen Getriebe- und Hebelmechanismus auf das Pedalelement. Ein Kitzel des Motors treibt zunächst eine Gewindehülse, die einen Gewindestift ein- oder ausfährt. Durch den Gewindestift kann die Vorspannung einer Feder eingestellt werden, die über einen Doppelhebel auf das Pedalelement wirkt. Auch hier steht die Bewegung des Motors nicht unmittelbar mit der Bewegung des Pedals im Zusammenhang, sondern der Motor verstellt lediglich die Federkennlinie und beeinflußt so die Kräfteverhältnisse. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Pedalelement läßt sich auch bei dieser Ausführung nicht definieren.In the WO 2003039899 A2 a number of pedal units are described. In one embodiment ( 8d ) Acts as a power unit via a pull rope on a connected to the pedal element turntable. The pull cable in this case has a tension spring, with the end of which it is suspended from the base element. A coupled to the motor deflection engages the rope and deflects this at two deflection points in the opposite direction, so that there is a shortening of the rope and in this way a force acts on the pedal element. However, the engine does not act directly on the pedal element, but only adjusts the bias of the spring. Therefore, in the embodiment, no gear ratio between the motor and the pedal element can be defined. In a further embodiment ( 27a ) the engine acts on the pedal element via a complex gear and lever mechanism. A tickling of the engine initially drives a threaded sleeve, which drives a threaded pin or extends. By the threaded pin, the bias of a spring can be adjusted, which acts via a double lever on the pedal element. Again, the movement of the motor is not directly related to the movement of the pedal, but the engine only adjusts the spring characteristic and thus affects the balance of power. A ratio between the engine and pedal element can not be defined in this embodiment.

In der DE 102 08 504 A1 ist eine Fahrpedaleinheit mit einem Pedal und einer Rückstellfeder gezeigt. Ein Permanentmagnetrotor wirkt über eine aus zwei Hebeln gebildete Übersetzungsvorrichtung auf das Pedalelement. Die Kraft des Permanentmagnetrotors kann eine zusätzliche Rückstellkraft auf das Pedalelement bewirken. Ein Steuergerät wertet das Signal eines Positionssensors für die Position des Permanentmagnetrotors sowie eines weiteren Sensors für die Position des Pedals aus und steuert den Permanentmagnetrotor an.In the DE 102 08 504 A1 an accelerator pedal unit is shown with a pedal and a return spring. A permanent magnet rotor acts on the pedal element via a translating device formed by two levers. The force of the permanent magnet rotor can cause an additional restoring force on the pedal element. A control unit evaluates the signal of a position sensor for the position of the permanent magnet rotor and another sensor for the position of the pedal and controls the permanent magnet rotor.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pedaleinheit, eine Pedalbaugruppe und ein Kraftfahrzeug mit einer Pedaleinheit oder einer Pedalbaugruppe vorzuschlagen, bei denen die Übertragung der Kraft der Motoreinheit auf das Pedalelement besonders gut an die Kräfteverhältnisse an einer Pedaleinheit angepaßt ist.It Object of the invention, a pedal unit, a pedal assembly and a motor vehicle with a pedal unit or a pedal assembly to propose, where the transfer the power of the motor unit on the pedal element particularly well to the balance of power adapted to a pedal unit is.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Pedaleinheit nach Anspruch 1 und eine Pedaleinheit nach Anspruch 6. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Pedalbaugruppe nach An spruch 12 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 14. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The Task is solved by a pedal unit according to claim 1 and a pedal unit according to Claim 6. The object is further solved by a pedal assembly according to claim 12 and a motor vehicle according to claim 14. Obtain dependent claims to advantageous embodiments of the Invention.

Bei der erfindungsgemäßen Pedaleinheit nach Anspruch 1 ist eine Krafteinheit mit einem Stator und einem Bewegungselement (bevorzugt eine Motoreinheit mit einem Stator) vorgesehen, wobei der Stator am Grundelement befestigt ist und das Bewegungselement gegenüber dem Stator beweglich (bevorzugt drehbar) ist. Das Bewegungselement ist über eine Übersetzungsvorrichtung mit dem Pedalelement gekoppelt. Unter einer Krafteinheit wird jede Einheit verstanden, bei der mittels eines Bewegungselementes eine Kraft aufgebracht werden kann. Die aufgebrachte Kraft ist bevorzugt durch eine externe Steuerung vorgebbar. Außer der bevorzugten Ausführung als Motoreinheit, insbesondere Torque-Motor, kann die Krafteinheit auch bspw. als Federvorrichtung, Hydraulikvorrichtung oder ähnliches ausgebildet sein.In the pedal unit according to the invention according to claim 1, a power unit with a Sta gate and a moving element (preferably a motor unit with a stator) is provided, wherein the stator is fixed to the base member and the moving member relative to the stator is movable (preferably rotatable). The movement element is coupled to the pedal element via a translation device. A force unit is understood to be any unit in which a force can be applied by means of a movement element. The applied force is preferably predetermined by an external control. In addition to the preferred embodiment as a motor unit, in particular torque motor, the power unit may also be formed, for example, as a spring device, hydraulic device or the like.

Erfindungsgemäß ist die Übersetzungsvorrichtung so ausgebildet, daß eine Kopplung mit variablem Übersetzungsverhältnis realisiert wird. Im Rahmen dieser Beschreibung wird als Übersetzungsverhältnis das Verhältnis einer Bewegung am Bewegungselement zu einer Bewegung am Pedalelement bezeichnet. Die Bewegung am Rotor ist hierbei bevorzugt eine Rotationsbewegung, die in einer Winkeleinheit gemessen wird. Die Bewegung am Pedalelement ist bevorzugt ebenfalls eine Rotationsbewegung; beide Bewegungen können aber bspw. auch lineare Bewegungen sein, die in einer Längeneinheit gemessen werden.According to the invention, the translation device designed so that a Realized coupling with variable transmission ratio becomes. In the context of this description is as the ratio of the relationship a movement on the moving element to a movement on the pedal element designated. The movement on the rotor is preferably a rotational movement, which is measured in an angular unit. The movement on the pedal element is preferably also a rotational movement; both movements can but, for example, also be linear movements that in one unit of length be measured.

Erfindungsgemäß hat das Übersetzungsverhältnis bei verschiedenen Auslenkungen des Pedalelements unterschiedliche Werte. Es ist bei einer ersten, geringeren Auslenkung geringer als bei einer zweiten, größeren Auslenkung, steigt also an. Die Auslenkung des Pedalelements sei hierbei in der Weise definiert, daß bei Leerlaufstellung die geringste und bei Vollgasstellung die maximale Auslenkung gegeben ist. Erfindungsgemäß steigt das Übersetzungsverhältnis mit der Auslenkung streng monoton an, d. h. daß es bei größerer Auslenkung stets größer wird. Der Verlauf des Übersetzungsverhältnisses über die Auslenkung kann hierbei je nach Anwendung beliebig gewählt werden, besonders bevorzugt wird aber, daß das Übersetzungsverhältnis stärker als linear ansteigt, d. h. daß sich die Steigung des Übersetzungsverhältnisses über den Betätigungsbereich stets vergrößert, wie bspw. bei einem exponentiellen Verlauf. Die Übersetzungsvorrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, daß das Übersetzungsverhältnis über den Betätigungsbereich stetig ist.According to the transmission ratio has different deflections of the pedal element different values. It is lower at a first, lower deflection than at a second, larger deflection, So get on. The deflection of the pedal element is hereby in the way that defines Neutral position the lowest and full throttle position the maximum Deflection is given. According to the invention, the transmission ratio increases with the deflection strictly monotonous, d. H. that it is always larger with greater deflection. The course of the transmission ratio over the Deflection can be chosen arbitrarily depending on the application, but it is particularly preferred that the transmission ratio stronger than increases linearly, d. H. that yourself the slope of the gear ratio over the operating range always enlarged, like for example, in an exponential course. The translation device is preferably designed so that the transmission ratio over the operating range is steady.

Vorteil dieser Lösung ist es, daß bei größeren Auslenkungen des Pedalelements die Kraft einheit mit größerer Kraft auf das Pedalelement wirken kann. Es hat sich gezeigt, daß bei einer größeren Auslenkung des Pedalelements im allgemeinen höhere Kräfte wirken. Es ist bereits eine erhöhte Betätigungskraft notwendig, um das Pedalelement in eine Stellung größerer Auslenkung zu bringen. Um gegenüber der ohnehin schon erhöhten Betätigungskraft eine für den Fahrzeugführer deutlich spürbare Überhöhung zu erzielen, ist daher eine größere Kraft notwendig.advantage this solution is it that at bigger distractions the pedal element, the power unit with greater force on the pedal element can work. It has been shown that at a greater deflection the pedal element generally act higher forces. It is already an increased operating force necessary to move the pedal element to a position of greater deflection bring to. Opposite which already increased anyway operating force one for the driver clearly noticeable elevation too achieve, therefore, a greater force is necessary.

Aufgrund des variablen Übersetzungsverhältnisses ist es nicht notwendig, die Krafteinheit über den gesamten Betätigungsbereich für die maximal erforderliche Kraft auszulegen. Statt dessen kann bspw. ein kleinerer Motor gewählt werden, so daß sich Größe und Gewicht ebenso wie die Kosten der Vorrichtung entsprechend reduzieren. Es kann ein Motor mit einem eingeschränkten Bewegungsbereich bspw. ein Torque-Motor eingesetzt werden.by virtue of the variable gear ratio It is not necessary to use the power unit over the entire operating range for the to design the maximum required force. Instead, for example. a smaller engine was chosen be so that height and weight as well as reduce the cost of the device accordingly. It can a motor with a limited range of motion eg. a torque motor can be used.

Die Übersetzungsvorrichtung weist erfindungsgemäß ein Hebelgetriebe mit mindestens einem Antriebshebel auf. Der Antriebshebel ist am Pedalelement im Abstand vom Drehpunkt angelenkt. Das Bewegungselement bzw. ein am Bewegungselement befestigtes Element wirkt so auf den Antriebshebel, daß ein Drehmoment auf das Pedalelement erzeugt wird. Mittels eines Hebelgetriebes können bei sehr kurzen Bewegungen erhebliche Kräfte aufgebracht werden. Die Hebel sind auch leicht so auszugestalten, daß die für ein Pedal notwendigen hohen Kräfte sicher übertragen werden können.The translation device has according to the invention a lever mechanism with at least one drive lever. The drive lever is on Pedal element articulated at a distance from the pivot point. The movement element or a member attached to the moving element acts on the Drive lever that one Torque is generated on the pedal element. By means of a lever mechanism can at considerable forces are applied to very short movements. The Levers are also easy to design so that the necessary for a pedal high personnel safely transmitted can be.

Gemäß einer Weiterbildung ist bei der Übersetzungsvorrichtung mit Hebelgetriebe eine Kulissenführung vorgesehen, bei der ein Gleitelement im Kontakt mit einer Führungsfläche steht und auf dieser gleitet. Bevorzugt kann das Gleitelement als Rollenelement ausgebildet sein, das auf der Führungsfläche abrollt. Die Führungsfläche ist hierbei am Rotor bzw. Bewegungselement befestigt, während das Gleitelement am Antriebshebel vorgesehen ist. So wirkt der Rotor bzw. das Bewegungselement auf den Antriebshebel und bewirkt eine solche Verstellung, daß ein Drehmoment am Pedalelement erzeugt wird.According to one Continuing education is at the translation device with lever mechanism a link guide provided in which a sliding member is in contact with a guide surface and glides on this. Preferably, the sliding element as a roller element be formed, which rolls on the guide surface. The guide surface is attached to the rotor or moving element, while the Sliding element is provided on the drive lever. This is how the rotor works or the movement element on the drive lever and causes a such adjustment that a torque is generated on the pedal element.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Hebelgetriebes ist ein zusätzlicher Stützhebel vorgesehen, der am Grundelement angelenkt ist. Der Stützhebel ist zusätzlich an dem Antriebshebel angelenkt. So kann ein Hebelgetriebe gebildet werden, bei dem entsprechend einem Kniehebel auf geringen Wegen hohe Kräfte übertragen werden.According to one Another development of the lever mechanism is an additional support lever provided, which is hinged to the base member. The support lever is additional hinged to the drive lever. So a lever mechanism can be formed be high, in accordance with a toggle on small ways Transmit forces become.

In der alternativen Lösung gemäß Anspruch 6 weist die Übersetzungsvorrichtung ein Bandelement zur Kopplung des Rotors bzw. Bewegungselements mit dem Pedalelement auf. Ein solches Bandelement, bspw. ein Zugseil oder Gurt dient dazu, eine Zugkraft in Längsrichtung zu übertragen. Erfindungsgemäß ist weiter eine erste Bandhalterung am Rotor bzw. Bewegungselement, eine zweite Bandhalterung am Pedalelement und eine dritte Bandhalterung am Grundelement vorgesehen. Der Rotor kann über die daran vorgesehene Bandhalterung nun so auf das Bandelement wirken, daß eine Zugkraft auf das Pedalelement wirkt. Unter einer Bandhalterung wird hierbei sowohl eine Befestigung des Bandes als auch eine Umlenkung verstanden. Hierbei ist mindestens die zweite Bandhalterung so ausgebildet, daß das Band an der Halterung umgelenkt wird, aber entlang seiner Längsrichtung rutschen kann. Hierbei kann das Bandelement nach Art eines Flaschenzugs doppelt auf das Pedalelement wirken, so daß besonders hohe Kräfte aufgebracht werden können.In the alternative solution according to claim 6, the translation device has a band element for coupling the rotor or movement element to the pedal element. Such a band element, for example, a pull rope or belt serves to transmit a tensile force in the longitudinal direction. According to the invention, a first band holder is further provided on the rotor or movement element, a second band holder on the pedal element and a third band holder on the base element. The rotor can now on the provided thereon tape holder so on the Band element act that a tensile force acts on the pedal element. Under a band holder in this case both a fastening of the band and a deflection understood. Here, at least the second band holder is formed so that the band is deflected on the holder, but can slide along its longitudinal direction. In this case, the band element act in the manner of a pulley double on the pedal element, so that particularly high forces can be applied.

Erfindungsgemäß ist am Rotor bzw. Bewegungselement eine Bandhalterung vorgesehen, die mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete Haltepunkte aufweist. Das Bandelement wird an den Haltepunkten gehalten. Bei Drehung des Rotors bzw. Bewegungselements läßt sich so über eine Ablenkung des Bandes die verfügbare Bandlänge einstellen und auf diese Weise eine Kraft übertragen. Auch bei dieser Lösung steigt das Übersetzungsverhältnis mit der Auslenkung streng monoton an.According to the invention is Rotor or moving element provided a band holder, the at least has two spaced apart holding points. The Band element is held at the breakpoints. Upon rotation of the rotor or Movement element can be so over a deflection of the tape adjust the available tape length and on this Way to transmit a force. Also in this solution increases the gear ratio with the deflection strictly monotonous.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Übersetzungsvorrichtung so ausgebildet, daß sie einen Freilauf derart aufweist, daß von der Krafteinheit auf das Pedalelement nur eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung wirken kann. Die Betätigungsrichtung ist hierbei die Richtung von der Leerlaufstellung in die Vollgasstellung. Hingegen kann keine Kraft in Betätigungsrichtung wirken. Durch den Freilauf ist so sichergestellt, daß mittels der Krafteinheit auch bei Fehlansteuerung bzw. Blockierung kein ungewolltes Gasgeben oder Niederhalten des Pedalelements erfolgen kann. Das Pedalelement läßt sich unabhängig von der Position des Bewegungselements stets in die Leerlaufstellung zurückstellen.According to one Development of the invention, the translation device is designed to that they have one Freewheel has such that of the power unit on the pedal element only a force against the operating direction can work. The actuation direction Here is the direction from the idle position to the full throttle position. On the other hand, no force in the direction of actuation Act. By the freewheel is so ensured that by means of The power unit even with faulty control or blocking no unwanted Gas giving or holding down the pedal element can be done. The Pedal element can be independent of the position of the moving element always in the neutral position Reset.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Pedalelement am Grundelement schwenkbar angeordnet.According to one Further development, the pedal element is pivotally mounted on the base element.

Die Motoreinheit ist bevorzugt als Torque-Motor ausgebildet, d. h. mit feststehenden Feldspulen und einem gegenüber den Feldspulen drehbaren Magnetelement. Durch geeignete Bestromung der Feldspulen kann sehr gezielt ein hohes Drehmoment erzeugt werden.The Motor unit is preferably designed as a torque motor, d. H. With stationary field coils and one with respect to the field coils rotatable Magnetic element. By suitable energization of the field coils can be very targeted high torque can be generated.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Pedaleinheit ein Sensor für die Ermittlung der Position des Pedalelements vorgesehen. Dies ist bevorzugt ein induktiver Positionssensor. Zusätzlich kann ein weiterer Positionssensor für die Position des Rotors vorgesehen sein.According to one Further development of the invention is a sensor for the determination of the pedal unit provided the position of the pedal element. This is preferably a inductive position sensor. In addition, can another position sensor for the position of the rotor can be provided.

Bei der erfindungsgemäßen Pedalbaugruppe gemäß Anspruch 12 ist eine Pedaleinheit wie oben beschrieben und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Motoreinheit vorgesehen. Die Steuereinheit kann außer der Ansteuerung der Motoreinheit noch weitere Steuerfunktionen innerhalb des Kraftfahrzeugs übernehmen. Bevorzugt ist die Steuereinheit auch mit dem Sensor für die Position des Pedalelements gekoppelt. Die Steuereinheit steuert die Motoreinheit an, um im Pedalelement eine gewünschte Gegenkraft entgegen der Betätigung zu erzeugen. Hierdurch kann einerseits eine gewünschte Kraft/Weg-Kennlinie erzeugt werden, die für den Benutzer bei Betätigung des Pedalelements spürbar ist. Andererseits kann der Fahrzeugführer durch gezielte Gegenkräfte im Pedalelement auf bestimmte Fahrsituationen, bspw. überhöhte Geschwindigkeit oder zu dichtes Auffahren, aufmerksam gemacht werden.at the pedal assembly according to the invention according to claim 12 is a pedal unit as described above and a control unit provided for controlling the motor unit. The control unit can except the control of the motor unit still further control functions within take the motor vehicle. Preferably, the control unit is also with the sensor for the position coupled to the pedal element. The control unit controls the motor unit on in the pedal element a desired Counteracting force against the operation to create. As a result, on the one hand, a desired force / displacement characteristic be generated for the user on actuation the pedal element noticeable is. On the other hand, the driver by targeted counter forces in the pedal element on certain driving situations, for example, excessive speed or too dense Driving up, be alerted.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit so ausgelegt, daß sie – bei einer vorgegebenen Auslenkung – eine für den Fahrzeugführer spürbare Kraftspitze bei der Betätigung des Pedalelements erzeugt. Eine solche Kraftspitze ist gekennzeichnet zunächst durch eine deutliche Erhöhung der notwendigen Betätigungskraft, und nach Überwindung des erhöhten Widerstands durch einen deutlichen Abfall der weiter benötigten Kraft.According to one Development of the invention, the control unit is designed to that they - at a given Deflection - one for the driver noticeable Force peak during actuation the pedal element generated. Such a force peak is marked first by a significant increase the necessary operating force, and after overcoming of the raised Resistance due to a significant drop in the strength required.

Entsprechende Kraftspitzen werden bei herkömmlichen Pedaleinheiten bspw. für eine Kickdown-Funktion verwendet, wobei jeweils ein mechanisches Kickdown-Element vorgesehen ist, das die Kraftspitze erzeugt. Im Gegensatz hierzu ist bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 13 in der Steuereinheit ein Wert für eine Auslenkung des Pedalelements vorgegeben, bei der eine Kraftspitze erzeugt werden soll. Die Steuereinheit steuert die Motoreinheit so an, daß bei der vorgegebenen Auslenkung eine entsprechende Gegenkraft in Form einer Kraftspitze erzeugt wird. Die entsprechend gewünschte Kraft/Weg-Kennlinie ist in der Steuereinheit hinterlegt. Die Ansteuerung der Motoreinheit erfolgt entsprechend.Appropriate Force peaks are commonplace For example, pedal units for using a kickdown feature, each one being a mechanical one Kickdown element is provided which generates the force peak. in the In contrast, in the embodiment according to claim 13 in the control unit a value for given a deflection of the pedal element, in which a force peak should be generated. The control unit controls the motor unit so that at the predetermined deflection a corresponding counterforce in the form a force peak is generated. The corresponding desired force / displacement characteristic is stored in the control unit. The activation of the motor unit takes place accordingly.

Auf ein spezielles mechanisches Kickdown-Element, das auf mechanischem Wege eine Kraftspitze erzeugt, kann bei dieser Ausführung verzichtet werden.On a special mechanical kickdown element based on mechanical Ways creates a force peak can be omitted in this embodiment become.

Die erfindungsgemäße Pedaleinheit und die erfindungsgemäße Baugruppe werden in einem Kraftfahrzeug bevorzugt als Gaspedal eingesetzt.The pedal unit according to the invention and the assembly according to the invention are used in a motor vehicle preferably as an accelerator pedal.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:following Become embodiments of the Invention described in more detail with reference to drawings. In the drawings demonstrate:

1 in schematischer Darstellung eine allgemein gezeigte Pedaleinheit mit einer Übersetzungsvorrichtung; 1 a schematic representation of a generally shown pedal unit with a translation device;

2 in Diagrammform Darstellung von verschiedenen möglichen Verläufen eines Übersetzungsverhältnisses der Übersetzungsvorrichtung aus 1 in Abhängigkeit von der Auslenkung; 2 Diagram representation of different possible gradients of a translation tion ratio of the translation device 1 depending on the deflection;

3 in Diagrammform Darstellung von verschiedenen Verläufen einer auf ein Pedalelement wirkenden Kraft in Abhängigkeit von der Auslenkung; 3 Diagram showing different courses of a force acting on a pedal element in dependence on the deflection;

4a, 4b Kraft/Weg-Diagramme mit einer Kraftspitze; 4a . 4b Force / displacement diagrams with a force peak;

5 in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip einer ersten Ausführungsform mit einer Kulissenführung; 5 a schematic representation of the principle of operation of a first embodiment with a slotted guide;

6 in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip einer zweiten Ausführungsform mit einem Kniehebelgetriebe; 6 a schematic representation of the principle of operation of a second embodiment with a toggle mechanism;

7 in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip einer dritten Ausführungsform mit einem Bandelement; 7 a schematic representation of the principle of operation of a third embodiment with a band member;

8 eine perspektivische Darstellung einer Pedaleinheit mit hängendem Pedal; 8th a perspective view of a pedal unit with hanging pedal;

9 eine perspektivische Darstellung einer Pedaleinheit mit stehendem Pedal; 9 a perspective view of a pedal unit with standing pedal;

10 eine perspektivische Darstellung einer Pedaleinheit nach der ersten Ausführungsform; 10 a perspective view of a pedal unit according to the first embodiment;

11 eine perspektivische Darstellung der Ubersetzungsvorrichtung bei der ersten Ausführungsform; 11 a perspective view of the translation device in the first embodiment;

12 eine perspektivische Darstellung einer Pedaleinheit gemäß der zweiten Ausführungsform; 12 a perspective view of a pedal unit according to the second embodiment;

13 eine perspektivische Darstellung der Übersetzungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform; 13 a perspective view of the transmission device of the second embodiment;

14 eine perspektivische Darstellung von Elementen einer Pedaleinheit gemäß der dritten Ausführungsform; 14 a perspective view of elements of a pedal unit according to the third embodiment;

15 eine perspektivische Darstellung der Übersetzungsvorrichtung der dritten Ausführungsform. 15 a perspective view of the transmission device of the third embodiment.

In 1 ist allgemein, in schematischer Darstellung, eine Pedaleinheit 10 dargestellt mit einem Grundelement 12, hier in Form eines Gehäuses, und einem gegenüber diesem in einem Drehpunkt 16 verschwenkbar angeordneten Pedalelement 14. Das Pedalelement 14 weist eine Fußbetätigungsfläche 18 auf. Seine Auslenkung β gegenüber dem Grundelement 12 bewegt sich in einem Bereich zwischen einer Leerlaufstellung (β=o), die gestrichelt dargestellt ist, und einer Vollgasstellung (β=β_max).In 1 is generally, in schematic representation, a pedal unit 10 represented with a primitive 12 , here in the form of a housing, and one opposite to this in a fulcrum 16 pivotally arranged pedal element 14 , The pedal element 14 has a foot operating surface 18 on. Its deflection β relative to the basic element 12 Moves in a range between an idle position (β = o), which is shown in dashed lines, and a full throttle position (β = β _max ).

Am Grundelement 12 ist als Krafteinheit ein Motor 20 mit einem feststehenden Stator 22 und einem gegenüber diesem drehbaren Rotor 24 angeordnet. Die Drehung des Rotors 24 (Bewegungselement) wird durch einen Verdrehwinkel α gemessen.At the basic element 12 is an engine as a power unit 20 with a fixed stator 22 and one opposite this rotatable rotor 24 arranged. The rotation of the rotor 24 (Movement element) is measured by a twist angle α.

Zwischen dem Rotor 24 und dem Pedalelement 14 ist eine Übersetzungsvorrichtung 30 vorgesehen, die in 1 nur symbolisch gezeigt ist. Die Übersetzungsvorrichtung 30 bewirkt eine mechanische Kopplung der Bewegung des Pedalelements 14 mit der Bewegung des Rotors 24. Kennzeichnend für die Übersetzungsvorrichtung 30 ist hierbei ihr Übersetzungsverhältnis a, das dem Verhältnis der Bewegungen am Rotor und am Pedalelement entspricht (a=α/β).Between the rotor 24 and the pedal element 14 is a translation device 30 provided in 1 shown only symbolically. The translation device 30 causes a mechanical coupling of the movement of the pedal element 14 with the movement of the rotor 24 , Characteristic of the translation device 30 Here is their gear ratio a, which corresponds to the ratio of the movements of the rotor and the pedal element (a = α / β).

Wesentliches Merkmale der Übersetzungsvorrichtung 30, zu der nachfolgend verschiedene Realisierungen vorgestellt werden, ist die Tatsache, daß das Übersetzungsverhältnis a nicht fest, sondern von der Auslenkung β des Pedalelements 14 abhängig ist. 2 zeigt in Diagrammform zwei Kurven mit möglichen Werten des Übersetzungsverhältnisses a in Abhängigkeit von der Auslenkung β. In beiden Fällen ist der Verlauf streng monoton steigt, d. h. daß das Übersetzungsverhältnis a mit größerer Auslenkung β stets ansteigt. Hierbei steigt das Übersetzungsverhältnis a in der unteren Kurve linear (durchgezogene Linie), während es in der oberen Kurve stärker als linear steigt (gestrichelte Linie).Essential features of the translation device 30 , to which various implementations are presented below, is the fact that the gear ratio a is not fixed, but the deflection β of the pedal element 14 is dependent. 2 shows in diagram form two curves with possible values of the transmission ratio a as a function of the deflection β. In both cases, the course is strictly monotonically increasing, ie that the transmission ratio a always increases with greater deflection β. Here, the gear ratio a in the lower curve increases linearly (solid line), while in the upper curve it increases more than linearly (dashed line).

Bei dem bevorzugt eingesetzten Elektromotor ist ein maximales am Rotor 24 abnehmbares Drehmoment vom Betrag des Stroms I abhängig, mit dem der Motor 20 angesteuert wird.In the preferred electric motor used is a maximum on the rotor 24 removable torque depends on the amount of current I, with which the motor 20 is controlled.

Der Strom I hat allerdings einen maximalen Wert I_max, der nicht überschritten werden soll, damit es nicht zu einer zu starken Erwärmung des Motors 20 kommt. Damit ist auch ein maximales Drehmoment am Rotor 24 festgelegt.However, the current I has a maximum value I _max , which should not be exceeded, so as not to overheat the engine 20 comes. This is also a maximum torque on the rotor 24 established.

Durch das variable Übersetzungsverhältnis a der Übersetzungsvorrichtung 30 wird dieses maximale Drehmoment am Motor 20 jedoch je nach Auslenkung β des Pedals 14 in ein unterschiedlich großes maximales Drehmoment am Pedalelement 14 umgesetzt, und damit in eine unterschiedlich große Kraft an der Fußbetätigungsfläche 18.By the variable transmission ratio a of the translation device 30 this maximum torque is at the engine 20 however, depending on the deflection β of the pedal 14 in a different maximum torque on the pedal element 14 implemented, and thus in a different size force on the Fußbetätigungsfläche 18 ,

Zur Klarstellung soll darauf hingewiesen werden, daß es bei der Pedaleinheit 10 nicht etwa darauf ankommt, daß Pedalelement 14 durch entsprechende Ansteuerung des Motors 24 tatsächlich zu bewegen. Sondern die Bewegung des Pedalelements 14 erfolgt durch Betätigung des Fahrzeugführers. Vom Motor 20 wird lediglich eine der Betätigung entgegengerichtete Kraft aufgebracht.For the sake of clarity it should be pointed out that it is the pedal unit 10 does not matter that the pedal element 14 by appropriate control of the engine 24 actually move. But the movement of the pedal element 14 done by operating the driver. From the engine 20 only one of the operation is opposed directed force applied.

In 3 ist die maximale durch den Motor 20 an der Fußbetätigungsfläche 18 des Pedalelements 14 wirkende Kraft F_Motor über die Auslenkung β aufgetragen. Die beiden gezeigten Kurven entsprechen den Kurven aus 2. Entsprechend dem Verlauf des Übersetzungsverhältnisses a zeigt die Kraft F im Betätigungsbereich des Pedalelements 14 einen ansteigenden Verlauf, bspw. linear (durchgezogene Linie) oder stärker als linear (gestrichelte Linie). In der Leerlaufstellung β=o wird eine minimale, spezifizierte Kraft F_min von bspw. 30 N geliefert. Zum Ende des Betätigungsbereiches steigt die bei maximaler Bestromung des Motors 20 lieferbare Kraft F_Motor an.In 3 is the maximum through the engine 20 at the foot operating area 18 of the pedal element 14 acting force F _{motor applied} over the deflection β. The two curves shown correspond to the curves 2 , According to the course of the transmission ratio a, the force F in the operating range of the pedal element 14 a rising gradient, for example, linear (solid line) or stronger than linear (dashed line). In the idling position β = o, a minimum, specified force F _min of, for example, 30 N is supplied. At the end of the operating range increases with maximum current to the motor 20 available power F _motor on.

4a zeigt in einem Diagramm beispielhaft eine Kraft/Weg-Kennlinie der Betätigung der Pedaleinheit 10. Gezeigt ist der Verlauf der Betätigungskraft F in Abhängigkeit von der Auslenkung β. Es handelt sich um einen beispielhaft gezeigten und vereinfacht dargestellten Verlauf Angenommen ist, daß ein linear wirkendes Rückholelement, bspw. eine Feder, am Pedalelement 14 vorhanden ist (nicht dargestellt). Weiter werden Hysterese erzeugende Effekte wie Reibung und Trägheit vernachlässigt. 4a shows in a diagram by way of example a force / displacement characteristic of the operation of the pedal unit 10 , Shown is the course of the actuating force F as a function of the deflection β. It is a course shown by way of example and shown in simplified form It is assumed that a linearly acting return element, for example a spring, on the pedal element 14 is present (not shown). Furthermore, hysteresis-generating effects such as friction and inertia are neglected.

Wie in 4a dargestellt, steigt die für die Betätigung des Pedalelements 14 notwendige Kraft F zunächst mit steigender Auslenkung β des Pedals an. Dieser Anstieg entspricht der Charakteristik des Rückholelements; im gezeigten Beispiel in Form eines linear ansteigenden Abschnitts 32.As in 4a shown, increases for the operation of the pedal element 14 necessary force F initially with increasing deflection β of the pedal. This increase corresponds to the characteristic of the return element; in the example shown in the form of a linearly rising section 32 ,

Ab einem Wert β1 soll die Kennlinie eine Kraftspitze 34 aufweisen, bspw. für eine Kickdown-Funktion. Die Kraftspitze 34 weist zunächst einen steilen Anstieg der Kraft F auf einen relativ hohen Spitzenwert auf. Die Kraftspitze kann jedoch durch Anwendung einer erhöhten Betätigungskraft überwunden werden, wobei sich hinter der Spitze ein starker Abfall der Betätigungskraft F ergibt. Insgesamt ist die Übertretung der Kraftspitze 34 durch den Fahrzeugführer deutlich spürbar, so daß bspw. die Auslösung der entsprechenden Schaltfunktion vom Fahrzeugführer bewußt wahrgenommen wird.From a value β1, the characteristic should be a force peak 34 have, for example, for a kickdown function. The power point 34 first shows a steep increase in the force F to a relatively high peak. However, the force peak can be overcome by applying an increased operating force, resulting in a large drop of the actuating force F behind the top. Overall, the transgression of the force peak 34 clearly felt by the driver, so that, for example, the triggering of the corresponding switching function is perceived by the driver deliberately.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrpedalen, bei denen zur Erzeugung einer Kickdown-Funktion mechanische Kickdown-Einheiten verwendet wurden, wird die Kraftspitze 34 in 4 durch den Motor 20 erzeugt. Hierbei ist eine Steuereinheit vorgesehen (nicht dargestellt) und ein am Pedalelement 14 angebrachter Drehwinkelsensor, bevorzugt ein induktiver Drehwinkelsensor für den Auslenkungswert β (nicht dargestellt). In der Steuereinheit läuft ein spezielles Steuerprogramm ab. Dieses überwacht zunächst den Auslenkungswert β. Liegt dieser höher als β1, so steuert das Programm den Motor 20 entsprechend, um mittels des am Rotor 24 erzeugten Drehmoments entgegen der Betätigung des Pedalelements 14 eine Kraft wirksam werden zu lassen. Die Ansteuerung des Motors 20 erfolgt hierbei seitens der Steuervorrichtung programmgesteuert derart, daß am Motor 20 abhängig vom Betätigungswert β exakt ein solches Drehmoment abgegeben wird, daß der in 4a gezeigte Verlauf der Kraftspitze 34 für den Fahrzeugführer fühlbar ist.Unlike conventional accelerator pedals, which used mechanical kickdown units to create a kickdown function, the force peak becomes 34 in 4 through the engine 20 generated. Here, a control unit is provided (not shown) and on the pedal element 14 mounted rotational angle sensor, preferably an inductive rotation angle sensor for the deflection value β (not shown). In the control unit runs a special control program. This first monitors the deflection value β. If this is higher than β1, the program controls the engine 20 accordingly, by means of the rotor 24 generated torque against the operation of the pedal element 14 to activate a force. The control of the motor 20 takes place here by the control device programmatically such that the engine 20 depending on the actuation value β exactly such a torque is delivered that the in 4a shown course of the force peak 34 is felt by the driver.

Der Auslenkungswert β1, ab dem die Kraftspitze 34 wirksam werden soll kann fest vorgegeben sein. Es kann aber auch abhängig von der jeweils aktuell vorliegenden Fahrsituation variabel sein.The deflection value β1, from which the force peak 34 should be effective can be fixed. However, it can also be variable depending on the currently present driving situation.

4b zeigt in Diagrammform ein zweites Beispiel einer Kraft/Weg-Kennlinie der Pedaleinheit 10. In diesem Beispiel weist die Kennlinie ebenfalls eine Kraftspitze 34 auf. Diese wird allerdings nicht wie oben im Zusammenhang mit 4a erläutert zur Aktivierung einer Kickdown-Funktion verwendet. Sondern es wird ein Intervall [β1, β2] so vorgegeben, daß die Kraftspitze 34 für den Fahrzeugführer eine Art übertretbaren Pedalanschlag darstellt. Hierbei wird der Auslenkwert β1, ab dem die Kraftspitze 34 wirksam wird, so gewählt, daß die hierdurch beim Kraftfahrzeug hervorgerufene Geschwindigkeit etwa einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit (z.B. 50 km/h innerorts) entspricht. Versucht der Fahrzeugführer diese so eingestellte Höchstgeschwindigkeit zu überschreiten, steigt die hierfür notwendige Pedalkraft F plötzlich steil an und blockiert zunächst eine weitere Bewegung des Pedalelements 14 und somit eine weitere Beschleunigung. Die entsprechende Gegenkraft wird wie oben erläutert programmgesteuert von der Steuereinheit durch Ansteuerung des Motors 20 aufgebracht, so daß der in 4b gezeigte Verlauf entsteht, so daß bspw. eine maximale Gegenkraft (zusätzlich zur Kraft des Rückholelements) von 30 N aufgebracht wird. Der Fahrer hat nun die Wahl, durch entsprechende starke Erhöhung der Betätigungskraft den Widerstand zu überwinden und die Beschleunigung doch weiter zu erhöhen. 4b shows in diagram form a second example of a force / displacement characteristic of the pedal unit 10 , In this example, the characteristic also has a force peak 34 on. However, this is not related as above 4a explains how to use a kickdown feature. Instead, an interval [β1, β2] is set so that the force peak 34 represents a kind of overdone pedal stop for the driver. Here, the Auslenkwert β1, from which the force peak 34 becomes effective, so chosen that the thereby caused in the motor vehicle speed corresponds approximately to a predetermined maximum speed (eg 50 km / h urban). If the driver attempts to exceed this set maximum speed, the pedal force F required for this purpose suddenly rises steeply and initially blocks further movement of the pedal element 14 and thus a further acceleration. The corresponding counterforce is program-controlled as explained above by the control unit by controlling the motor 20 applied so that the in 4b shown course, so that, for example, a maximum counterforce (in addition to the force of the return element) of 30 N is applied. The driver now has the option of overcoming the resistance by correspondingly increasing the actuating force and still increasing the acceleration.

Zusätzlich oder alternativ zur Erzeugung einer Kraftspitze 34 kann der Motor 20 auch in anderer Weise zur Erzeugung von gewünschten Gegenkräften am Pedalelement 14 eingesetzt werden. So ist bspw. die Signalisierung von aktuellen Gefahrensituationen (erhöhte Geschwindigkeit, zu geringer Abstand etc.) durch Anstieg der Gegenkraft möglich. Ebenso kann als Signalisierung bspw. eine Rüttelbewegung am Pedal 14 erzeugt werden.Additionally or alternatively to the generation of a force peak 34 can the engine 20 also in another way to generate desired opposing forces on the pedal element 14 be used. Thus, for example, the signaling of current hazardous situations (increased speed, too short distance, etc.) by increasing the drag force possible. Likewise, as signaling, for example, a shaking movement on the pedal 14 be generated.

Insgesamt hat sich aber gezeigt, daß in einem Bereich größerer Auslenkung β eine größere Kraftwirkung des Motors 20 auf das Pedalelement 14 notwendig ist, um eine geeignete Signalisierung zu erhalten (vgl. 4a). Deshalb ist der in 3 gezeigte Verlauf der Kraft F_Motor besonders vorteilhaft. Durch das variable Übersetzungsverhältnis a steht besonders in diesem Bereich eine erhöhte Kraftwirkung des Motors zur Verfügung.Overall, however, has shown that in a region of greater deflection β greater force of the engine 20 on the pedal element 14 necessary to obtain suitable signaling (cf. 4a ). That is why the in 3 shown course of the force F _motor particularly advantageous. Due to the variable transmission ratio a is especially in this area an increased power of the engine available.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der in 1 nur allgemein gezeigten Übersetzungsvorrichtung 30 zunächst allgemein vorgestellt und dann im Detail erläutert.In the following, various embodiments of in 1 only generally shown translation device 30 first presented in general and then explained in detail.

5 zeigt hierbei zunächst in schematischer Darstellung eine Pedaleinheit 110 mit einem Grundelement 112, einem Pedalelement 114 und einem Rotor 124 eines Motors (nicht dargestellt). Eine Übersetzungsvorrichtung ist gebildet einerseits durch eine Kulisse 132 am Rotor 124 und andererseits durch einen Antriebshebel 134 mit einer Führung 136 und einem Rollelement 138. 5 This shows first in a schematic representation of a pedal unit 110 with a primitive element 112 , a pedal element 114 and a rotor 124 a motor (not shown). A translation device is formed on the one hand by a backdrop 132 on the rotor 124 and on the other hand by a drive lever 134 with a guide 136 and a rolling element 138 ,

Der Hebel 134 ist am Pedalelement 114 im Abstand vom Drehpunkt angelenkt. Das Rollelement 138 rollt auf der Kulisse 132, während der Hebel 134 durch seine Längsführung 136 geführt ist. Wie in 5 durch Pfeile angedeutet, wirkt bei einer Drehung des Rotors 124 entgegen dem Uhrzeigersinn die Kulisse 132 über das Rollelement 138 auf den Hebel 134. Die Kulisse 132 hat eine entsprechende Form, so daß der Hebel 134 in Richtung des Pedalelements 114 weggedrückt wird und eine Kraft am Pedalelement 114 bewirkt wird. Die exakte Form der in 5 nur symbolisch gezeigten Kulisse 132 gibt hierbei den Verlauf des Übersetzungsverhältnisses a vor.The lever 134 is on the pedal element 114 articulated at a distance from the pivot point. The rolling element 138 rolls on the backdrop 132 while the lever 134 through its longitudinal guidance 136 is guided. As in 5 indicated by arrows, acts upon rotation of the rotor 124 counterclockwise the scenery 132 over the rolling element 138 on the lever 134 , The scenery 132 has a corresponding shape, so that the lever 134 in the direction of the pedal element 114 is pushed away and a force on the pedal element 114 is effected. The exact form of in 5 only symbolically shown scenery 132 Here, the course of the transmission ratio a is given.

Bezüglich der Übersetzungsvorrichtung 130 in 5 sei darauf hingewiesen, daß diese durch Anlage des Rollenelementes 138 auf der Kulisse 132 nur eine einseitige Kraftkopplung zwischen Rotor 124 und Pedalelement 114 vorsieht. Die Übersetzungsvorrichtung 130 beinhaltet somit einen Freilauf, der lediglich eine Einwirkung des Rotorelements 124 auf das Pedalelement 114 entgegen dessen Betätigungsrichtung erlaubt. Hingegen kann der Rotor 124 nicht in Betätigungsrichtung auf das Pedalelement 114 einwirken, also das Pedal nicht niederdrücken oder niederhalten. Auch bei Blockierung des Rotors 124 ist somit sichergestellt, daß – durch ein nicht dargestelltes Rückstellelement – eine vollständige Rückstellung des Pedalelements 114 in die Leerlaufstellung stets möglich ist. In diesem Fall hebt sich das Rollenelement 138 von dem Kulissenelement 132 ab.Regarding the translation device 130 in 5 It should be noted that this by conditioning the roller element 138 on the backdrop 132 only a one-sided power coupling between the rotor 124 and pedal element 114 provides. The translation device 130 thus includes a freewheel, the only one action of the rotor element 124 on the pedal element 114 allowed against the direction of actuation. On the other hand, the rotor can 124 not in the direction of actuation on the pedal element 114 act, so do not depress or hold down the pedal. Even with blocking of the rotor 124 is thus ensured that - by a non-illustrated restoring element - a complete provision of the pedal element 114 in the neutral position is always possible. In this case, the roller element lifts 138 from the gate element 132 from.

In 10 ist in einer perspektivischen Ansicht eine entsprechende Ausführungsform eines Pedalelements gezeigt. Aus Gründen der Anschauung ist hier allerdings das Grundelement 112, das durch ein Gehäuse gebildet wird, nicht dargestellt. Der Motor 20 ist als Torque-Motor ausgebildet, dessen Stator 22 vier feststehende Feldspulen 21 aufweist. Am Rotor 124 ist eine in vier Sektoren jeweils gegensinnig magnetisierte Scheibe vorhanden, die mit geringem Luftspalt zu den Feldspulen 21 angeordnet ist. Durch geeignete Bestromung der Feldspulen 21 kann so ein Drehmoment am Rotor 124 erzeugt werden.In 10 is shown in a perspective view of a corresponding embodiment of a pedal element. For the sake of intuition, however, here is the basic element 112 , which is formed by a housing, not shown. The motor 20 is designed as a torque motor whose stator 22 four fixed field coils 21 having. At the rotor 124 is in each case in four sectors in opposite directions magnetized disc available, with a small air gap to the field coils 21 is arranged. By suitable energization of the field coils 21 can such a torque on the rotor 124 be generated.

Am Rotor 124 ist das Kulissenelement 132 vorgesehen, an dem das Rollelement 138 entlang läuft. Eine Gabel 136 bildet eine Längsführung des Hebels 134. Das Pedalelement 114 weist eine Fußbetätigungsfläche 18 auf. Um den Drehpunkt des Pedalelements 114 herum sind zwei Rückholelemente 40, 41 in Form von Spiralfedern vorgesehen, deren in 10 sichtbare Enden als Haken ausgebildet sind, die in entsprechende Halterungen am Grundelement 20 (nicht dargestellt) eingreifen. Die Federn 40, 41 bewirken eine Rückstellung des Pedalelements 114 und führen bspw. zu der oben im Zusammenhang mit 4 diskutierten Kraft/Weg-Kennlinie.At the rotor 124 is the backdrop element 132 provided on which the rolling element 138 runs along. A fork 136 forms a longitudinal guide of the lever 134 , The pedal element 114 has a foot operating surface 18 on. Around the pivot point of the pedal element 114 There are two return elements around 40 . 41 provided in the form of coil springs, whose in 10 visible ends are formed as hooks, which are in corresponding brackets on the base element 20 (not shown) intervene. The feathers 40 . 41 cause a provision of the pedal element 114 and lead, for example, to the above related to 4 discussed force / displacement curve.

In 11 ist in einer weiteren perspektivischen Darstellung die Übersetzungseinheit 130 mit dem Hebel 134, dem Rollelement 138, der Gabelführung 136 und dem am Rotor 124 angeordneten Kulissenelelement 132 noch einmal vergrößert dargestellt. Aufgrund der besonderen Form des Kulissenelements 132 ergibt sich ein nicht-linearer, ansteigender Verlauf des Übersetzungsverhältnisses a, wie in der gestrichelten Kurve in 2 dargestellt und oben beschrieben. Durch eine andere Form des Kulissenelements 132 könnte ein anderer Verlauf des Übersetzungsverhältnisses erreicht werden, falls gewünscht auch ein abfallender Verlauf.In 11 is the translation unit in a further perspective view 130 with the lever 134 , the rolling element 138 , the fork guide 136 and that on the rotor 124 arranged Kulissenelelement 132 shown enlarged again. Due to the special shape of the gate element 132 results in a non-linear, increasing course of the transmission ratio a, as in the dashed curve in 2 shown and described above. By another form of the gate element 132 could be achieved another course of the transmission ratio, if desired, a sloping course.

6 zeigt zunächst in symbolischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer Pedaleinheit 210 mit einem Pedalelement 214, einem Rotor 224 und einer Übersetzungsvorrichtung 230. Die Übersetzungsvorrichtung 230 ist bei der zweiten Ausführungsform als Hebelgetriebe ausgebildet mit einem Antriebshebel 234, der am Pedalelement 214 im Abstand vom Drehpunkt angelenkt ist. Weiter ist ein Stützhebel 236 vorgesehen, der am Grundelement 212 und am Antriebshebel 234 angelenkt ist. Der Rotor 234 weist eine Antriebsnocke 232 auf. 6 shows first in symbolic representation a second embodiment of a pedal unit 210 with a pedal element 214 a rotor 224 and a translation device 230 , The translation device 230 is formed in the second embodiment as a lever mechanism with a drive lever 234 , the pedal element 214 is articulated at a distance from the fulcrum. Next is a support lever 236 provided, the basic element 212 and the drive lever 234 is articulated. The rotor 234 has a drive cam 232 on.

Bei der in 6 durch Pfeile angedeuteten Drehung des Rotors 224 entgegen dem Uhrzeigersinn wirkt die Antriebsnocke 232 des Rotors 224 auf den hinteren Bereich des Antriebshebels 234, d. h. hinter dem Anlenkpunkt des Stützhebels 236. Es ergibt sich eine Hebelwirkung vergleichbar einem Kniehebel, bei dem auf das Pedalelement 214 mittels des Antriebshebels 234 entgegen der Betätigungsrichtung, wie in 6 durch einen Pfeil angedeutet, eine Kraft einwirkt.At the in 6 indicated by arrows rotation of the rotor 224 counterclockwise, the drive cam acts 232 of the rotor 224 on the rear area of the drive lever 234 , ie behind the pivot point of the support lever 236 , It results in a leverage comparable to a toggle, in which on the pedal element 214 by means of the drive lever 234 contrary to the direction of actuation, as in 6 indicated by an arrow, a force acts.

Auch bezüglich der zweiten Ausführungsform weist die Übersetzungsvorrichtung 230 einen Freilauf auf. Eine Kraftübertragung ist nur einseitig durch Anlage der Antriebsnocke 232 an Antriebshebel 234 gegeben. Bei blockierenden oder falsch angesteuerten Rotor 224 kann dennoch eine vollständige Rückstellung des Pedalelements 214 in die Leerlaufstellung erfolgen, wobei sich die Antriebsnocke 232 dann vom Antriebshebel 234 entfernt.Also with respect to the second embodiment, the translation device 230 a freewheel up. A power transmission is only on one side by conditioning the drive cam 232 to drive bel 234 given. With blocking or incorrectly driven rotor 224 Nevertheless, a full reset of the pedal element 214 in the neutral position, with the drive cam 232 then from the drive lever 234 away.

12 zeigt in perspektivischer Ansicht eine entsprechende Ausführung einer Pedaleinheit 210. Das Grundelement 212 weist eine Grundplatte auf, an der das Pedalelement 214 und der Stützhebel 236 angelenkt sind. Der Motor 20 ist wie bei der ersten Ausführungsform als Torque-Motor ausgebildet. Die am Rotor 224 vorgesehene Antriebsnocke 232 ist als drehbare Rolle ausgebildet. 12 shows in perspective view a corresponding embodiment of a pedal unit 210 , The basic element 212 has a base plate on which the pedal element 214 and the support lever 236 are articulated. The motor 20 is designed as a torque motor as in the first embodiment. The on the rotor 224 provided drive cam 232 is designed as a rotatable roller.

Die Übersetzungsvorrichtung 230 ist in 13 noch einmal aus einer anderen Perspektive in vergrößerter Darstellung dargestellt. Die Konstruktion der Ubersetzungsvorrichtung 230 mit den Hebeln 234, 236 ist so gewählt, daß sich ein nicht-linearer Verlauf des Übersetzungsverhältnisses etwa wie in 2 dargestellt ergibt.The translation device 230 is in 13 again shown from a different perspective in an enlarged view. The construction of the translation device 230 with the levers 234 . 236 is chosen so that a non-linear course of the gear ratio is approximately as in 2 shown results.

In 7 ist zunächst in schematischer Form eine dritte Ausführungsform einer Pedaleinheit 310 dargestellt mit einem Grundelement 312 und einem Pedalelement 314. Als Übersetzungsvorrichtung 330 wirkt ein Bandelement 334, das an einer im Abstand von dessen Drehachse am Pedalelement 314 angeordneten ersten Bandhalterung 338, einer am Grundelement 312 angeordneten zweiten Bandhalterung 336 und einer am Rotor 324 angeordneten dritten Bandhalterung 332 gehalten ist. Die zweite Bandhalterung 336 ist hierbei als Umlenkrolle ausgebildet. Die dritte Bandhalterung 332 am Rotor 324 weist zwei im Abstand voneinander, im gezeigten Beispiel diametral gegenüberliegend angeordnete Bandbefestigungspunkte 332a, 332b auf. Das Bandelement 334 ist im wesentlichen als Bandschleife so angeordnet, daß seine Enden an den Bandbefestigungspunkten 332a, 332b befestigt sind. Das Band 334 wird an der ersten Bandhalterung 338 und an der zweiten Bandhalterung 336 jeweils umgelenkt.In 7 is first in schematic form a third embodiment of a pedal unit 310 represented with a primitive 312 and a pedal element 314 , As a translation device 330 a band element acts 334 at a distance from its axis of rotation on the pedal element 314 arranged first band holder 338 , one at the base element 312 arranged second band holder 336 and one on the rotor 324 arranged third band holder 332 is held. The second band holder 336 is designed here as a deflection roller. The third band holder 332 on the rotor 324 has two spaced from each other, in the example shown diametrically opposite band attachment points 332a . 332b on. The band element 334 is arranged substantially as a ribbon loop so that its ends at the band attachment points 332a . 332b are attached. The ribbon 334 is at the first tape holder 338 and on the second tape holder 336 each deflected.

Durch Drehen des Rotors 324 wird die Bandschleife 334 verkürzt, so daß das Bandelement 334 eine Zugbelastung auf die erste Bandhalterung 338 am Pedalelement 314 ausübt, so daß es zu einer entgegen der Betätigungsrichtung gerichteten Kraftwirkung kommt, wie durch Pfeile in 7 angedeutet.By turning the rotor 324 becomes the ribbon loop 334 shortened, so that the band element 334 a tensile load on the first band holder 338 on the pedal element 314 exerts, so that it comes to a direction opposite to the direction of actuation directed force, as indicated by arrows in 7 indicated.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch bei der dritten Ausführungsform der Übersetzungsvorrichtung 330 ein Freilauf gewährleistet. Hierbei kann eine Rückstellung des Pedalelements 314 stets unabhängig vom Rotor 324 erfolgen, wobei sich dann ein Durchhängen des Seils 334 ergibt.In the embodiments described above, also in the third embodiment, the translation device 330 guaranteed a freewheel. This can be a provision of the pedal element 314 always independent of the rotor 324 take place, which is then a sagging of the rope 334 results.

In den 14 und 15 sind die Pedaleinheit 310 und die Übersetzungseinheit 330 jeweils in perspektivischen Darstellungen gezeigt.In the 14 and 15 are the pedal unit 310 and the translation unit 330 each shown in perspective views.

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen ist ein Torque-Motor 20 vorgesehen. Am Pedalelement 314 sind wiederum Federn 40, 41 als Rückstellelemente vorgesehen.As in the previous embodiments, a torque motor 20 intended. On the pedal element 314 are again springs 40 . 41 provided as reset elements.

Das Bandelement 334 ist in der gezeigten Ausführung als Seil ausgebildet. In einer alternativen Ausführung (nicht dargestellt) kann es bspw. auch als flacher Gurt ausgebildet sein. Die Verwendung eines Stahlseils ist möglich; wegen der engen Radien wird aber ein Kunststoffmaterial bevorzugt.The band element 334 is formed in the embodiment shown as a rope. In an alternative embodiment (not shown), it may, for example, be formed as a flat belt. The use of a steel cable is possible; but because of the tight radii, a plastic material is preferred.

In der in den 7, 14, 15 gezeigten Stellung sind die Bandbefestigungspunkte 332a, 332b so ausgerichtet, daß sie im wesentlichen in einer Linie zwischen der ersten Bandhalterung 338 am Pedalelement 314 und der zweiten Bandhalterung 336 am Grundelement 312 stehen. Bei einer Drehung des Rotors 324 treten die Befestigungspunkte 332a, 332b aus dieser Linie heraus und verkürzen so die Bandschleife 334 Hierbei wirkt jeweils von den Bandenden eine erste und eine zweite Zugkraft F1, F2. Diese Zugkräfte addieren sich nach Art eines Flaschenzugs und führen zwischen der am Grundelement feststehenden zweiten Bandhalterung 336 und dem Pedalelement 3i4 zu einer Zugbelastung.In the in the 7 . 14 . 15 shown position are the band attachment points 332a . 332b aligned so as to be substantially in line between the first tape holder 338 on the pedal member 314 and the second tape holder 336 at the basic element 312 stand. Upon rotation of the rotor 324 enter the attachment points 332a . 332b out of this line and shorten the ribbon loop 334 Here, each of the band ends acts a first and a second tensile force F1, F2. These tensile forces add up in the manner of a pulley and lead between the base element fixed to the second band holder 336 and the pedal element 3i4 to a tensile load.

Aufgrund der Anordnung der Bandhalterungen 332, 336, 338 ergibt sich etwa wie in 2 dargestellt ein ansteigender Verlauf des Übersetzungsverhältnisses a.Due to the arrangement of the tape holders 332 . 336 . 338 is about as in 2 illustrated an increasing course of the transmission ratio a.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurden jeweils Pedaleinheiten mit hängendem Pedal gezeigt. Die Ausführungsformen können jedoch in gleicher Weise auch für Pedaleinheiten mit stehendem Pedal verwendet werden. Wie die 8 und 9 zeigen, können sogar identische Pedalmodule 28 sowohl für hängende Pedale (8) als auch für stehende Pedale (9) verwendet werden. Hierbei ist bei einem stehenden Pedal (9) die Fußbetätigungsfläche nicht direkt am Pedalelement 14 angeordnet, sondern das Pedalelement 14 ist seinerseits mit einem separaten Fußbetätigungselement 15 gekoppelt.In the described embodiments, respective pedal units with a hanging pedal have been shown. However, the embodiments can also be used in the same way for pedal units with a standing pedal. As the 8th and 9 can even show identical pedal modules 28 for both hanging pedals ( 8th ) as well as for standing pedals ( 9 ) be used. Here, with a standing pedal ( 9 ) the Fußbetätigungsfläche not directly on the pedal element 14 arranged but the pedal element 14 is in turn with a separate foot actuator 15 coupled.

Claims

Pedal unit with - a basic element ( 12 . 112 . 212 ), - one with respect to the base element between a neutral position with low deflection and a full throttle position with maximum deflection movable pedal element ( 14 . 114 . 214 ), - a force unit ( 20 ) with a stator ( 22 ), the basic element ( 12 . 112 . 212 ) and one opposite the stator ( 22 ) movable movement element ( 24 . 124 . 224 ), - and a translation device ( 30 . 130 . 230 ) between the moving element ( 24 . 124 . 224 ) and the pedal element ( 14 . 114 . 214 ), the translation device ( 30 . 130 . 230 ) a variable transmission ratio (a) between a movement on the moving element ( 24 . 124 . 224 ) and a movement on the pedal element (14 . 114 . 214 ), the translation device ( 130 . 230 ) has a lever mechanism, - wherein at least one drive lever ( 134 . 234 ) provided on the pedal element ( 114 . 214 ) is articulated at a distance from the pivot point, - wherein the movement element ( 124 . 224 ) or an element attached to the moving element ( 132 . 232 ) on the drive lever ( 134 . 234 ) acts, characterized in that - the transmission ratio (a) increases strictly monotone with the deflection.

Unit according to claim 1, in which - the translation device ( 130 ) has a slotted guide, wherein a sliding element ( 138 ) in contact with a guide surface ( 132 ) and slides on this, - wherein the guide surface ( 132 ) on the moving element ( 124 ) - and the sliding element ( 138 ) on the drive lever ( 134 ) is attached.

Assembly according to claim 2, in which - the sliding element as a roller element ( 138 ) is formed on the guide surface ( 132 ) rolls off.

Unit according to one of the preceding claims, in which - a support lever ( 236 ) provided on the basic element ( 210 ), - wherein the support lever ( 236 ) in addition to the drive lever ( 236 ) is articulated.

Unit according to one of the preceding claims, in which - the translation device ( 30 . 130 . 230 ) has a freewheel, so that of the power unit ( 20 ) on the pedal element ( 14 . 114 . 214 ) can act only a force against the direction of actuation.

Pedal unit with - a basic element ( 312 ), - one with respect to the base element between a neutral position with low deflection and a full throttle position with maximum deflection movable pedal element ( 314 ), - a force unit ( 20 ) with a stator ( 22 ), the basic element ( 312 ) and one opposite the stator ( 22 ) movable movement element ( 324 ), - and a translation device ( 30 . 130 . 230 ) between the moving element ( 324 ) and the pedal element ( 314 ) wherein the translation device ( 330 ) a variable transmission ratio (a) between a movement on the moving element ( 324 ) and a movement on the pedal element ( 314 ), characterized in that - the translation device comprises at least one band element ( 334 ) for coupling the movement element ( 324 ) with the pedal element ( 314 ), wherein the band element ( 234 ) between a first strap holder ( 338 ) on the pedal element ( 314 ), a second tape holder ( 336 ) at the basic element ( 312 ) and a third tape holder ( 332 ) on the moving element ( 324 ), the tape holder ( 332 ) on the moving element ( 324 ) at least two spaced belt stops ( 332a . 332b ), wherein the band element ( 234 ) at least with the second band holder ( 336 ) is connected to the base member so that it on the tape holder ( 336 ) is deflected and opposite the tape holder ( 336 ) can slip in its longitudinal direction, - and wherein the transmission ratio (a) increases strictly monotone with the deflection.

A unit according to any one of the preceding claims, wherein of the - the gear ratio (a) stronger as linear increases.

Unit according to one of the preceding claims, in which - the pedal element ( 14 . 114 . 214 . 314 ) at the basic element ( 12 . 112 . 212 . 312 ) is pivotable in a fulcrum.

Unit according to one of the preceding claims, in which - the power unit as a motor unit ( 20 ) with a stator ( 22 ) and a rotor ( 24 . 124 . 224 . 324 ) is trained.

Unit according to one of the preceding claims, in which - the power unit as a torque motor ( 20 ) is trained.

Unit according to one of the preceding claims, in which - for the determination of the position of the pedal element ( 14 . 114 . 214 . 314 ) a position sensor is provided.

Pedal assembly for a motor vehicle with - a pedal unit ( 10 . 110 . 210 . 310 ) according to one of the preceding claims, - and a control unit for controlling the motor unit ( 20 ) to give it a desired drag witness.

Pedal assembly according to claim 12, wherein - in the control unit at least one value for a deflection ([β1, β2]) is predetermined, in which a force peak ( 34 ) is to be generated, - wherein the control unit, the power unit ( 20 ) is controlled so that at the given deflection NEN a counter force is generated against the actuating direction, - wherein the generated counterforce is dependent on the Pedalauslenkung that a force / displacement characteristic in the form of a force peak ( 34 ).

Motor vehicle with a pedal unit according to one of claims 1-11 or a pedal assembly according to any one of claims 12, 13th