DE10208504A1

DE10208504A1 - Fahrpedaleinheit

Info

Publication number: DE10208504A1
Application number: DE10208504A
Authority: DE
Inventors: Christian Reimann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-04
Also published as: EP1478541A1; JP2005525262A; US20050011493A1; WO2003072385A1

Abstract

Die Fahrpedaleinheit besteht aus einem Pedal (1), einer mit dem Pedal (1) verbundenen Rückstellfeder (2), einem an den Pedal (1) angeordneten Koppelelement (3), das mit einem Permanentmagnetrotor (4') eines Drehmagneten (4) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrpedaleinheit. Fahrpedaleinheiten sind bekannt. Sie bestehen in der Regel aus dem Pedal, einer mit dem Pedal verbundenen Rückstellfeder sowie einem an dem Pedal angeordneten Koppelelement und sind mit weiteren Konstruktionsteilen versehen. Einige Fahrpedaleinheiten weisen dabei eine vorteilhafte Anordnung eines Rollbandes auf, das über weitere Elemente mit einem Elektromotor verbunden ist, der einer Tretbewegung gegen das Pedal entgegenwirkt. Dadurch wird die Einstellung eines zusätzlichen Tretwiderstandes ermöglicht, um dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges zusätzliche Informationen über die gegenwärtige Fahrsituation zu vermitteln. Bei diesen Fahrpedaleinheiten ist es jedoch nachteilig, dass es zu Schwankungen bei den Drehmomenten über den zeitlichen Verlauf kommt. Man spricht in diesem Zusammenhang von der sogenannten Drehmomentwelligkeit, die sich bei der Bedienung des Pedals störend auswirkt. Ferner ist bei diesen Fahrpedaleinheiten nachteilig, dass Getriebe konstruktiv relativ aufwendig gestaltet werden müssen.
In der EP 0 617 674 wird eine Fahrpedaleinheit beschrieben, bei der sich keine nachteilige Drehmomentwelligkeit einstellt. Dabei ist jedoch nachteilig, dass ein zusätzlicher Widerstand beim Treten des Pedals nicht eingestellt werden kann. Die Rückstellkraft F wird dabei von einem Servomotor ausgeübt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrpedaleinheit zu schaffen, bei der auf relativ einfacher Weise eine Drehmomentwelligkeit weitgehendst vermieden werden kann. Dabei sollen kein zusätzlicher Platzbedarf sowie aufwendige Getriebeeinheiten erforderlich sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Fahrpedaleinheit gelöst, die aus einem Pedal, einer mit dem Pedal verbundenen Rückstellfeder, einem an dem Pedal angeordneten Koppelelement, das mit einem Permanentmagnetrotor eines Drehmagneten verbunden ist, besteht. Die dabei einzusetzenden Drehmagneten sind bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einem nahezu U-förmigen Eisenkern, der an seiner dem Schlitz abgewandten Seite eine Spule aufweist, die mit elektrischem Strom versorgt wird. Zwischen der Spule und dem Schlitz des Eisenkerns ist der Permanentmagnetrotor drehbar gelagert, dessen Permanentmagnet eine Induktion durch die Spule erfährt. Über die Stromstärke kann somit der Widerstand eingestellt werden, der einer Drehbewegung des Permanentmagnetrotors entgegenwirkt. Die Verbindung des Koppelelements mit dem Permanentmagnetrotor kann beispielsweise vorteilhaft über ein Gelenk und einen an diesem Gelenk angeordneten Hebelarm erfolgen.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich die Drehmomentwelligkeit vermeiden lässt, wenn das Koppelelement mit einem Permanentmagnetrotor eines Drehmagneten verbunden ist. Auf die Anordnung von konstruktiv aufwendigen Getriebeteilen kann dabei in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Auf diese Weise kann die Fahrpedaleinheit auf relativ einfache Weise konstruktiv gestaltet werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Drehmagnet mit einem Steuergerät zur Leistungssteuerung verbunden ist. Die Leistungssteuerung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise über die Stromversorgung der Spule des Drehmagneten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehmagnet über einen Positionssensor, der direkt die Position des Permanentmagnetrotors erfasst, mit einem Steuergerät zur Leistungssteuerung verbunden. Dabei erfasst der Positionssensor in vorteilhafter Weise kontinuierlich die jeweilige Position des Permanentmagnetrotors und gibt diese Information direkt an das Steuergerät weiter. Je nach der jeweiligen Position des Permanentmagnetrotors steuert das Steuergerät dann direkt die Stromversorgung der Spule, so dass die Einstellung eines zusätzlichen Tretwiderstandes auf relativ einfache Weise erfolgen kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuergerät mit einem anderen Positionssensor in Verbindung steht, der direkt die Position des Pedals erfasst. Dieser andere Positionssensor kann dabei auch zusätzlich angeordnet werden. Dieser andere Positionssensor versorgt das Steuergerät direkt mit den notwendigen Informationen über die gegenwärtige Position des Pedals, so dass die Ansteuerung des Drehmagneten direkt in Abhängigkeit von der Position des Pedals erfolgen kann.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Spule des Drehmagneten direkt von dem Steuergerät aus über eine Stromzufuhr mit Strom beaufschlagt wird. Die direkte Beaufschlagung von Strom ausgehend vom Steuergerät ermöglicht eine relativ schnelle Anpassung der Höhe des elektrischen Stroms in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Pedals.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Figur) näher und beispielhaft erläutert.
Die Figur zeigt eine Fahrpedaleinheit mit Pedal, Lager, Rückstellfeder sowie Drehmagneten.
In der Figur ist eine Fahrpedaleinheit als Seitenansicht dargestellt. Die Fahrpedaleinheit besteht aus einem Pedal 1, das an einem Ende an einem Lager 10 gelagert ist. Das Pedal 1 ist mit einer Rückstellfeder 2 verbunden. Diese Rückstellfeder 2 bewirkt die Rückstellung des Pedals 1 in die Ausgangslage, sofern keine Kraft mehr auf das Pedal 1ausgeübt wird. An dem Pedal 1 ist ein Koppelelement 3 angeordnet, das über ein Lager 3 sowie einem Hebelarms 3" mit einem Permanentmagnetrotor 4' eines Drehmagneten 4 verbunden ist. Der Drehmagnet 4 weist einen U-förmigen Eisenkern 4" auf, an welchem auf der dem Schlitz gegenüber angeordneten Seite eine Spule 4''' angeordnet ist. Zwischen dem Schlitz des Eisenkerns 4" und der Spule 4''' ist der Permanentmagnetrotor 4' drehbar gelagert. Über die Stromzufuhr 8 wird die Spule 4''' mit elektrischem Strom beaufschlagt und induziert den Permanentmagnetrotor 4' des Drehmagneten 4. Auf diese Weise kann der Drehwiderstand des Permanentmagnetrotors 4' je nach Höhe der Stromstärke eingestellt werden. Dies ist gleichbedeutend mit der Einstellung eines zusätzlichen Tretwiderstands um den Fahrer eines Kraftfahrzeugs zusätzliche Informationen über die gegenwärtige Fahrsituation zu vermitteln. Dabei ist vorteilhaft, dass dies ohne die Anordnung von konstruktiv aufwendigen Getriebegliedern erreicht werden kann. Der Drehmagnet 4 ist über einen Positionssensor 6' der direkt die Position des Permanentmagnetrotors 4' erfasst, mit einem Steuergerät 5 zur Leistungssteuerung über die Leitung 7' verbunden. Auf diese Weise kann das Steuergerät 5 die Spule 4''' direkt in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Permanentmagnetrotors 4' mit der gewünschten Stromstärke beaufschlagen. Darüber hinaus ist das Steuergerät 5 mit einem anderen Positionssensor 6 verbunden, der direkt die Position des Pedals 1 erfasst. Auf diese Weise erhält das Steuergerät 5 zusätzliche Informationen über die Position des Pedals 1. In einigen Fällen kann es jedoch ausreichend sein, wahlweise den einen Positionssensor 6' oder den anderen Positionssensor 6 anzuordnen, der über die Leitung 7 mit dem Steuergerät 5 verbunden ist. Über die Leitung 9 können weitere Informationen bezüglich der Ansteuerung der Spule 4''' ausgetauscht werden.

Claims

1. Fahrpedaleinheit bestehend aus einem Pedal (1), einer mit dem Pedal (1) verbundenen Rückstellfeder (2), einem an dem Pedal (1) angeordneten Koppelelement (3), das mit einem Permanentmagnetrotor (4') eines Drehmagneten (4) verbunden ist.

2. Fahrpedaleinheit nach Anspruch 1, bei der der Drehmagnet (4) mit einem Steuergerät (5) zur Leistungssteuerung verbunden ist.

3. Fahrpedaleinheit nach Anspruch 2, bei der der Drehmagnet (4) über einen Positionssensor (6'), der direkt die Position des Permanentmagnetrotors (4') erfasst, mit einem Steuergerät (5) zur Leistungssteuerung verbunden ist.

4. Fahrpedaleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Steuergerät (5) mit einem anderen Positionssensor (6) in Verbindung steht, der direkt die Position des Pedals (1) erfasst.

5. Fahrpedaleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Spule (4''') des Drehmagneten (4) direkt von dem Steuergerät (5) aus über eine Stromzufuhr (8) mit Strom beaufschlagt wird.