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DE102006051526B4 - Actuation device for a position sensor for the position of a pedal of a motor vehicle - Google Patents

Actuation device for a position sensor for the position of a pedal of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Betätigungseinrichtung für ein Pedal (2), das verschwenkbar in einem Pedalgehäuse (1) angeordnet ist, wobei eine Welle (4) drehfest mit dem Pedal (2) verbunden und in dem Pedalgehäuse (1) drehbar gelagert ist, wobei ein Positionssensor (9), dessen Drehachse (10) durch eine Steckverbindung direkt mit der Welle (4) drehfest verbunden ist, zur Detektion der Position des Pedals (2) vorgesehen ist, wobei die Drehachse (10) des an einem Wandbereich des Pedalgehäuses (1) befestigbaren Positionssensors (9) durch eine Öffnung des Wandbereiches verläuft und wobei der Positionssensor (9) an der dem Pedal (2) gegenüberliegenden Außenseite des Wandbereiches als separates Bauteil befestigt ist, wobei die Drehachse (10) und die Welle (4) zur Bildung der Steckverbindung zueinander komplementäre Profile aufweisen.Actuating device for a pedal (2), which is arranged pivotably in a pedal housing (1), wherein a shaft (4) is non-rotatably connected to the pedal (2) and rotatably mounted in the pedal housing (1), wherein a position sensor (9) whose rotational axis (10) is connected in a rotationally fixed manner by a plug connection directly to the shaft (4) for detecting the position of the pedal (2), the axis of rotation (10) of the position sensor (FIG. 1) being attachable to a wall region of the pedal housing (1). 9) through an opening of the wall region and wherein the position sensor (9) on the pedal (2) opposite outside of the wall portion is fixed as a separate component, wherein the axis of rotation (10) and the shaft (4) to form the connector complementary to each other Have profiles.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein Pedal, das verschwenkbar in einem Pedalgehäuse (1) angeordnet ist, wobei eine Welle drehfest mit dem Pedal verbunden und in dem Pedalgehäuse drehbar gelagert ist, wobei ein Positionssensor, dessen Drehachse durch eine Steckverbindung direkt mit der Welle drehfest verbunden ist, zur Detektion der Position des Pedals vorgesehen ist, wobei die Drehachse des an einem Wandbereich des Pedalgehäuses befestigbaren Positionssensors durch eine Öffnung des Wandbereiches verläuft und wobei der Positionssensor an der dem Pedal gegenüberliegenden Außenseite des Wandbereiches als separates Bauteil befestigt ist, wobei die Drehachse und die Welle zur Bildung der Steckverbindung zueinander komplementäre Profile aufweisen.The present invention relates to an actuating device for a pedal, which is pivotable in a pedal housing ( 1 Is arranged), wherein a shaft rotatably connected to the pedal and is rotatably mounted in the pedal housing, wherein a position sensor whose rotation axis is rotatably connected by a plug directly to the shaft, for detecting the position of the pedal is provided, wherein the axis of rotation of the is attached to a wall portion of the pedal housing position sensor through an opening of the wall portion and wherein the position sensor is attached to the pedal opposite the outside of the wall portion as a separate component, wherein the axis of rotation and the shaft to form the connector having mutually complementary profiles.

Derartige Betätigungseinrichtungen sind bekannt. Beispielsweise geht aus der DE 43 31 909 A1 ein Drehwinkelgeber hervor, der insbesondere auch als Pedalwertgeber geeignet ist. Dabei weist dieser Drehwinkelgeber eine Geberwelle auf, die so mit einer Dreh- oder Schwenkeinrichtung gekoppelt ist, dass sie von dieser entsprechend deren Dreh- bzw. Schwenkstellung verdrehbar ist. Die Geberwelle wirkt mit einem ein elektrisches Drehwinkelsignal liefernden Drehwinkelsensor zusammen, der zumindest eine gegenüber der Drehbewegung der Geberwelle feststehend angeordnete, lineare Positionssensorspule mit einem darin verschiebbar gehaltenen Spulenkern umfasst. Der Spulenkern ist über ein Kurbelgetriebe von der Geberwelle verschiebbar und die der Verschieberichtung des Spulenkerns in der Positionssensorspule entsprechende Spulenachse ist senkrecht zur Drehachse der Geberwelle angeordnet. Der Drehwinkelgeber kann z. B. mit einem Pedal eines Kraftfahrzeuges über die Dreh- oder Schwenkeinrichtung derart gekoppelt sein, dass die Geberwelle entsprechend der Pedalstellung verdreht wird.Such actuators are known. For example, goes from the DE 43 31 909 A1 a rotary encoder, which is particularly suitable as a pedal encoder. In this case, this rotary encoder has an encoder shaft which is coupled to a rotary or pivoting device, that it can be rotated by this according to their rotational or pivotal position. The encoder shaft cooperates with a rotation angle sensor which delivers an electrical rotation angle signal and which comprises at least one linear position sensor coil fixedly arranged relative to the rotary movement of the encoder shaft and having a coil core held displaceably therein. The coil core is displaceable by a crank gear from the encoder shaft and the coil axis of the coil core in the position sensor coil corresponding coil axis is arranged perpendicular to the axis of rotation of the encoder shaft. The rotary encoder can z. B. with a pedal of a motor vehicle on the rotary or pivoting device be coupled such that the encoder shaft is rotated according to the pedal position.

Ein Problem besteht dabei darin, dass derartige Dreh- oder Schwenkeinrichtungen relativ kompliziert aufgebaut und störanfällig sind.One problem is that such turning or pivoting devices are constructed relatively complicated and prone to failure.

Aus der EP 0 401 288 B1 geht eine Gaspedalsteuereinrichtung für eine elektronische Antriebssteuerung in einem Fahrzeug hervor, bei der in einem Gehäuse eine Welle drehbar gelagert ist, wobei ein Gaspedal aus einer ersten Position in eine andere Position gegen die Vorspannkraft einer Feder verdrehbar ist, um die Welle in dem Gehäuse zu verdrehen. Ein Positionssensor ist zur Erzeugung eines elektrischen Signales entsprechend der Drehung des Pedals aus der ersten Position in die andere Position über eine Schwenkeinrichtung drehbar mit der Welle verbunden. Dabei umfasst die Schwenkeinrichtung eine erste paddelförmige Betätigungsfläche, die das Betätigungsglied des Positionssensors bei der Drehung der Welle niederdrückt.From the EP 0 401 288 B1 an accelerator pedal control device for an electronic drive control in a vehicle, in which a shaft is rotatably mounted in a housing, wherein an accelerator pedal is rotatable from a first position to another position against the biasing force of a spring to rotate the shaft in the housing , A position sensor is rotatably connected to the shaft for generating an electrical signal corresponding to the rotation of the pedal from the first position to the other position via a pivoting device. In this case, the pivoting device comprises a first paddle-shaped actuating surface, which depresses the actuating member of the position sensor during the rotation of the shaft.

Gattungsbildender Stand der Technik ist die DE 102 45 926 A1 , nach der ein Bodenpedal mit Drehwinkelsensor bekannt ist. Das Pedalelement ist in einer Verbindungseinrichtung zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Pedalwinkel bewegbar.The generic state of the art is the DE 102 45 926 A1 according to which a floor pedal with rotation angle sensor is known. The pedal element is movable in a connecting device between an idle and a full throttle position of an internal combustion engine in a predetermined pedal angle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Betätigungseinrichtung für einen Positionssensor eines Pedals, insbesondere eines Kupplungs- und/oder Bremspedals eines Kraftfahrzeuges, dahingehend zu verbessern, dass die Störanfälligkeit und der Verschleiß minimiert sind.The object of the present invention is to improve an actuating device for a position sensor of a pedal, in particular a clutch and / or brake pedal of a motor vehicle, to the effect that the susceptibility and wear are minimized.

Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by an actuating device with the features of claim 1.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Verschleiß und die Störanfälligkeit der vorliegenden Betätigungseinrichtung für einen Positionssensor für die Positionen insbesondere eines Kupplungs- und/oder Bremspedals relativ klein bzw. minimiert sind. Vorteilhafterweise werden keine aufwändigen und störanfälligen Dreh- oder Schwenkeinrichtungen bzw. Betätigungsglieder benötigt. Durch die direkte Betätigung des Positionssensors werden die Toleranzen des Pedalweges auf ein Minimum reduziert. Die Position des Pedals kann vorteilhafterweise zu allen Zeiten direkt angezeigt bzw. identifiziert werden. Die Pedalbewegung wird direkt in ein Signal umgewandelt, das zur Anzeige vorbestimmter Schaltpositionen oder zur Erzeugung eines kontinuierlichen Signals verwendet werden kann. Geräusche zwischen dem Kupplungs- und/oder Bremspedal und dem Positionssensor können vermieden werden. Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung kann eine ununterbrochene Sensorabfühlung unter Anwendung sowohl einer berührungslosen als auch einer nicht berührungslosen Technologie einfach ausgeführt werden. Der volle Pedalweg kann bei einer sehr kleinen Größe der vorliegenden Betätigungseinrichtung detektiert werden, wobei sehr späte Schaltpunkte enthalten sind. Bei herkömmlichen linearen Positionssensoren sind normalerweise relativ große Bewegungsstrecken erforderlich.The essential advantage of the present invention is that the wear and the susceptibility of the present actuator for a position sensor for the positions, in particular a clutch and / or brake pedal are relatively small or minimized. Advantageously, no complicated and trouble-prone rotating or pivoting devices or actuators are needed. The direct actuation of the position sensor reduces the tolerances of the pedal travel to a minimum. The position of the pedal can advantageously be displayed or identified at all times. The pedal movement is converted directly into a signal that can be used to indicate predetermined switching positions or to generate a continuous signal. Noises between the clutch and / or brake pedal and the position sensor can be avoided. In accordance with another advantage of the invention, continuous sensor sensing using both non-contact and non-contact technology can be easily accomplished. The full pedal travel can be detected with a very small size of the present actuator, with very late shift points included. Conventional linear position sensors usually require relatively large travel distances.

Im folgenden werden die Erfindungen deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.In the following, the inventions whose embodiments are explained in more detail in connection with the figures.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Pedalgehäuse, in das die vorliegende Betätigungseinrichtung für einen Positionssensor für die Position eines in dem Pedalgehäuse drehbaren Pedals eingebaut ist. 1 shows a perspective view of a pedal housing, in which the present actuator for a position sensor for the position of a rotatable pedal in the pedal housing is installed.

2 zeigt eine Explosionsdarstellung zur näheren Erläuterung des Aufbaus der vorliegenden Betätigungseinrichtung. 2 shows an exploded view for further explaining the structure of the present actuator.

Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen. Üblicherweise sind bekannte Betätigungseinrichtungen zur Betätigung eines Positionssensors für die Position eines in einem Pedalgehäuse um eine Drehachse verschwenkbar angeordneten Kupplungs- und/oder Bremspedals so ausgebildet, dass die Drehung des Pedals um eine Welle über eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung auf den Positionssensor übertragen wird. Dabei ist mit der Drehachse des Pedals üblicherweise ein relativ kompliziert aufgebautes, zeitaufwändig montierbares und störanfälliges Betätigungsglied verbunden, das entweder die Drehachse des Positionssensors dreht oder einen Stössel des Positionssensors bewegt, wenn das Pedal betätigt wird.The following considerations led to the invention. Conventionally known actuating devices for actuating a position sensor for the position of a clutch and / or brake pedal which are pivotable about a rotation axis in a pedal housing are designed such that the rotation of the pedal is transmitted to the position sensor about a shaft via a rotary or pivoting device. In this case, with the axis of rotation of the pedal usually a relatively complicated constructed, time-consuming mountable and error-prone actuator is connected, which either rotates the axis of rotation of the position sensor or a plunger of the position sensor moves when the pedal is pressed.

Störanfälligkeiten und ein Verschleiß können aber erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, dass die Drehachse eines Positionssensors direkt mit der Drehwelle des Pedals verbunden wird, wobei störanfällige und verschleißanfällige Betätigungsglieder zwischen der Drehwelle des Positionssensors und der Drehwelle des Pedals vermeidbar sind.However, susceptibility to interference and wear can be avoided according to the invention in that the axis of rotation of a position sensor is connected directly to the rotary shaft of the pedal, whereby interference-prone and wear-prone actuators between the rotational shaft of the position sensor and the rotational shaft of the pedal can be avoided.

Gemäß den 1 und 2 ist in einem Pedalgehäuse 1 ein Pedal 2 um eine Achse 3 drehbar gelagert. Dabei wird die Achse 3 vorzugsweise durch eine Welle 4 gebildet, die drehfest mit dem Pedal 2 verbunden ist. Die Welle 4 ist vorzugsweise an ihrem einen Ende drehbar in einem Lager 5 und an ihrem anderen Ende drehbar in einem Lager 6 angeordnet, wobei die Lager 5 und 6 in entsprechenden Aufnahmeöffnungen 7 und 8 des Pedalgehäuses 1 relativ reibungsarm angeordnet sind.According to the 1 and 2 is in a pedal housing 1 a pedal 2 around an axis 3 rotatably mounted. In doing so, the axis becomes 3 preferably by a shaft 4 formed, rotatably with the pedal 2 connected is. The wave 4 is preferably rotatable at its one end in a bearing 5 and rotatable in a bearing at its other end 6 arranged, with the bearings 5 and 6 in corresponding receiving openings 7 and 8th of the pedal housing 1 are arranged relatively low friction.

Erfindungsgemäß ist bei der vorliegenden Betätigungseinrichtung der Positionssensor 9 derart an dem Pedalgehäuse 1 befestigt, dass seine Drehachse 10 koaxial zur Welle 4 ausgerichtet und mit dieser, vorzugsweise durch eine Steckverbindung direkt drehbar verbunden ist. Vorzugsweise wird die drehfeste Verbindung zwischen der Drehachse 10 und der Welle 4 dadurch hergestellt, dass die Drehachse 10 vorzugsweise mit der Hilfe eines von einer Kreisform abweichenden Profils, vorzugsweise eines mehreckigen, beispielsweise eines dreieckigen oder eines rechteckigen Profils, in eine komplementär zu dem Profil ausgebildete Öffnung 11 der ihr zugewandten Seite der Welle 4 eingreift. Auf diese Weise wird die Drehung der Welle 4 direkt auf die Drehachse 9 übertragen und kann der Positionssensor 9 in einer besonders einfachen Weise als separates Element an einer äußeren Seite eines Wandbereiches 12 des Pedalgehäuses 1 befestigt, insbesondere verschraubt oder festgeclipst werden, wobei die Welle 4 und/oder die Drehachse 10 durch eine nicht näher bezeichnete Öffnung des Wandbereiches 12 verläuft.According to the present invention, the position sensor is in the present actuator 9 such on the pedal housing 1 attached that to its axis of rotation 10 coaxial with the shaft 4 aligned and directly rotatably connected thereto, preferably by a connector. Preferably, the rotationally fixed connection between the axis of rotation 10 and the wave 4 made by that the rotation axis 10 preferably with the aid of a profile deviating from a circular shape, preferably a polygonal, for example a triangular or a rectangular profile, in an opening formed complementary to the profile 11 the side of the shaft facing her 4 intervenes. In this way, the rotation of the shaft 4 directly on the rotation axis 9 and can transmit the position sensor 9 in a particularly simple manner as a separate element on an outer side of a wall area 12 of the pedal housing 1 fastened, in particular screwed or clipped, the shaft 4 and / or the axis of rotation 10 through an unspecified opening of the wall area 12 runs.

Claims (10)

Betätigungseinrichtung für ein Pedal (2), das verschwenkbar in einem Pedalgehäuse (1) angeordnet ist, wobei eine Welle (4) drehfest mit dem Pedal (2) verbunden und in dem Pedalgehäuse (1) drehbar gelagert ist, wobei ein Positionssensor (9), dessen Drehachse (10) durch eine Steckverbindung direkt mit der Welle (4) drehfest verbunden ist, zur Detektion der Position des Pedals (2) vorgesehen ist, wobei die Drehachse (10) des an einem Wandbereich des Pedalgehäuses (1) befestigbaren Positionssensors (9) durch eine Öffnung des Wandbereiches verläuft und wobei der Positionssensor (9) an der dem Pedal (2) gegenüberliegenden Außenseite des Wandbereiches als separates Bauteil befestigt ist, wobei die Drehachse (10) und die Welle (4) zur Bildung der Steckverbindung zueinander komplementäre Profile aufweisen.Actuation device for a pedal ( 2 ) pivotally mounted in a pedal housing ( 1 ), wherein a shaft ( 4 ) rotatably with the pedal ( 2 ) and in the pedal housing ( 1 ) is rotatably mounted, wherein a position sensor ( 9 ) whose axis of rotation ( 10 ) by a plug connection directly to the shaft ( 4 ) is rotationally connected, for detecting the position of the pedal ( 2 ) is provided, wherein the axis of rotation ( 10 ) of a wall portion of the pedal housing ( 1 ) attachable position sensor ( 9 ) passes through an opening of the wall region and wherein the position sensor ( 9 ) on the pedal ( 2 ) opposite outer side of the wall portion is attached as a separate component, wherein the axis of rotation ( 10 ) and the wave ( 4 ) have mutually complementary profiles to form the connector. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (3) durch eine Welle (4) gebildet ist, die drehfest mit dem Pedal (2) verbunden und in dem Pedalgehäuse (1) drehbar gelagert ist.Actuating device according to claim 1, characterized in that the axis ( 3 ) by a wave ( 4 ), which rotatably with the pedal ( 2 ) and in the pedal housing ( 1 ) is rotatably mounted. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (10) des Positionssensors (9) koaxial zur Welle (4) ausgebildet und mit dieser drehfest mechanisch verbunden ist.Actuating device according to claim 2, characterized in that the axis of rotation ( 10 ) of the position sensor ( 9 ) coaxial with the shaft ( 4 ) is formed and mechanically connected to this rotation. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugeordneten Endbereiche der Drehachse (10) und der Welle (4) über eine Steckverbindung (10, 11) miteinander drehfest verbunden sind.Actuating device according to claim 3, characterized in that the mutually associated end regions of the axis of rotation ( 10 ) and the wave ( 4 ) via a plug connection ( 10 . 11 ) are rotatably connected with each other. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung (10, 11) dadurch gebildet ist, dass der Endbereich der Drehachse (10) ein Profil aufweist, das in eine Aussparung oder Öffnung (11) des Endbereiches der Welle (4) eingreift.Actuating device according to claim 4, characterized in that the plug connection ( 10 . 11 ) is formed by the end region of the axis of rotation ( 10 ) has a profile which in a recess or opening ( 11 ) of the end portion of the shaft ( 4 ) intervenes. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung dadurch gebildet ist, dass der Endbereich der Welle (4) ein Profil aufweist, das drehfest in eine komplementär zum Profil ausgebildete Aussparung oder Öffnung des Endbereiches der Drehachse (10) eingreift.Actuating device according to claim 4, characterized in that the plug connection is formed by the fact that the end portion of the shaft ( 4 ) has a profile which rotatably in a complementary to the profile formed recess or opening of the end portion of the axis of rotation ( 10 ) intervenes. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil eine von einer Kreisform abweichende Gestalt aufweist.Actuating device according to claim 5 or 6, characterized in that the profile has a shape deviating from a circular shape. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil vieleckig, vorzugsweise drei- oder rechteckig ausgebildet ist. Actuating device according to claim 7, characterized in that the profile is polygonal, preferably triangular or rectangular. Betätigungseinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (2) das Kupplungspedal eines Kraftfahrzeuges ist.Actuating device according to Claims 1 to 8, characterized in that the pedal ( 2 ) is the clutch pedal of a motor vehicle. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) beidseitig in Lagern (5, 6) in dem Pedalgehäuse (1) gelagert ist.Actuating device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the shaft ( 4 ) on both sides in bearings ( 5 . 6 ) in the pedal housing ( 1 ) is stored.
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