DE10245926B4

DE10245926B4 - Bodenpedal mit Drehwinkelsensor

Info

Publication number: DE10245926B4
Application number: DE10245926A
Authority: DE
Inventors: Klaus Wilczek; Günther ABDINGHOFF; Christophe Henriet
Original assignee: Mobile Control Systems SA; AB Elektronik GmbH
Current assignee: Mobile Control Systems SA; Kyocera Avx Components Werne GmbH
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: WO2004033878A1; DE10245926A1; AU2003273942A8; US20050268741A1; US7212914B2; AU2003273942A1; EP1546530A1

Abstract

Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
– ein Pedalelement (2) und
– ein Grundplattenelement (3),
die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und
– eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
– daß das Pedalelement (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist,
– daß der Drehwinkelsensor (1) wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit einer Hall-Einheit (20H, 21H) aufweist,
– daß der Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit der Hall-Einheit (20H, 21H) und eine Speichereinheit...

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,

– ein Pedalelement und
– ein Grundplattenelement, die durch eine Verbindungseinrichtung beweglich miteinander verbunden sind, und
– eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelement 5 entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor ausbebildet ist, und eine Verwendung eines Drehwinkelsensors für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist,
– ein Pedalelement und
– ein Grundplattenelement, die durch eine Verbindungseinrichtung beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement in der Verbindungseinrichtung zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstel lung einer Brennkraftmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelement entsprechenden Signals.

Eine Bodenpedalvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 416 039 B2 bekannt. Sie weist ein Pedal- und ein Bodenelement auf, die drehbeweglich miteinander verbunden sind. Vorgesehen ist ein Potentiometer, das die Bewegung zwischen dem Pedal- und dem Bodenelement erfasst und ein der Stellung des Pedalelements entsprechendes impulsbreitenmoduliertes Signal liefert.

Nachteilig ist, dass sich mit der bekannten Vorrichtung nur ein einziges impulsbreitenmoduliertes Signal erzeugen läßt. Damit ist die Vorrichtung für nur einen Einsatzfall zu verwenden. Da die für die Ermittlung eines Potentiometersignals zur Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten Signals eine lange Widerstandsbahn erforderlich ist, ist ein mechanisches Zwischenglied erforderlich.

Eine Fahrpedaleinrichtung ist aus der DE 195 03 335 A1 bekannt, die aus einem Pedalelement und einer Grundplatte besteht, die beweglich miteinander verbunden sind. Im Gaspedaldrehpunkt ist ein Bewegungssensorelement mit einer stationären und einer beweglichen Einheit angeordnet. Hierbei ist die stationäre Einheit im Gaspedaldrehpunkt fest und die bewegliche mit dem Pedalelement verbunden. Damit beim Durchtreten des Pedalelement eine Beschädigung des Bewegungssensorelements verhindert wird, zielt die bekannte Fahrpedaleinrichtung auf eine Ausgestaltung einer bewegungsbegrenzenden Betätigungseinheit ab.

Ein als Drehwinkelsensor bezeichnetes Bewegungssensorelement ist aus der WO 95/14 911 A1 bekannt. Er besteht aus einer stationären und einer rotierenden Formation. Die stationäre Formation enthält zwei halbmondförmige Statorelemente, zwischen denen sich eine Abstandsausnehmung befindet, in der ein Hallelement angeordnet ist. Die rotierende Formation weist ein ringförmig ausgebildetes Magnetelement auf, das von einer Halteeinheit gehalten wird und unter Belassung eines Luftspalts um die Statorelemente bewegbar ist.

Dieser Drehwinkelsensor hat sich bewährt. Allerdings ist er in seinem Aufbau nicht uneingeschränkt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl, einsetzbar.

Ein derartiger Drehwinkelsensor ist darüber hinaus aus der DE 197 16 985 A1 bekannt.

In der DE 101 33 542 A1 ist ein Drehwinkelsensor zur Erfassung der Rotation eines Drehschaftes beschrieben. Ein Magnet rotiert mit dem Drehschaft. Das vom Magneten erzeugte parallele Magnetfeld wird von einem Hall-ICerfaßt und gemessen, wobei sich eine sinusförmige Abhängigkeit der Feldstärke, und damit der vom Hall-IC ausgegebenen Spannung vom Rotationswinkel ergibt. Um Drehwinkel im Bereich von 0 bis 360° erfassen zu können, sind mehrere Hall-ICs vorgesehen, die zueinander in einem Winkel angeordnet sind. Außer herkömmlichen Hall-ICs, bei denen die Ausgangsspannung proportional zur magnetischen Feldstärke ist, wird auch die Verwendung von nicht-linearen Hall-ICs mit einer Speichervorrichtung zum Speichern von Umwandlungsinformationen zum Umwandeln des Wertes der Hall-Spannung in einen nicht-linearen Ausgangswert beschrieben.

In der DE 43 17 259 C2 ist eine elektrische Steuereinrichtung für eine Drosselklappeneinheit beschrieben. Ein Sensor für die Drehstellung der Drosselklappe umfaßt eine Magnetfeldquelle und zwei magnetisch-elektrische Wandlerelemente in Form von Hall-Elementen. Die Signale beider Hall-Elemente werden ausgewertet. Fehler im Sensor rufen einen. Unterschied zwischen den Signalen hervor, so daß ein Fehlerzustand erkannt werden kann.

In der DE 196 47 897 C2 ist ein Drehwinkelsensor für eine Drosselklappeneinheit beschrieben. Der Drehwinkelsensor gibt eine Sensorspannung in Abhängigkeit von einem Drehwinkel ab. Zur Einjustierung der Sensorspannung werden Justierdaten in einem Temporärspeicher eingegeben. Eine Ausgabeeinheit gibt unter Berücksichtigung der Justierdaten eine korrigierte Sensorspannung aus, wobei der gemessene Wert um Differenz-Spannungen angehoben oder abgesenkt wird. Die Justierdaten werden schließlich in einem Permanentspeicher fest eingeschrieben.

Es stellt sich die Aufgabe, bei einer Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl. die Signalerzeugung weiter zu vereinfachen und für mehr als einen Einsatzfall einsetzbar zu machen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sich die Eigenschaften des Sensors einfach und genau an die Fahrzeuggegebenheiten anpassen lassen. Hierdurch wird das Pedal für schwere Fahrzeuge rentabel.

Bei der Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 1 werden der Schaltkreis-ASICmit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Einheiten für die Erzeugung eines impulsbreiten modulierten Signals eingesetzt. Das impulsbreitenmodulierte Signal wird mit wählbaren Frequenzen abgegeben. Hierdurch lässt sich eine derartige Bodenpedalvorrichtung bei schweren Fahrzeugen sowohl in Europa, USA usw. einsetzen, ohne dass Sonderanfertigungen notwendig sind. In dem Drehwinkelsensor können nicht nur ein Schaltkreis-ASICmit einer Hall-Einheit, sondern bis zu acht Schaltkreis-ASICmit jeweils einer zugehörigen Hall-Einheit installiert werden. Dadurch ist es möglich, bei der Betätigung des Pedals mehrere, z. B. acht voneinander unabhängige impulsbreitenmodulierte Signale mit den entsprechenden wählbaren Frequenzen zu erzeugen.

Bei einer Bodenvorrichtung gemäß Anspruch 2 wird der Schaltkreis-ASICmit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Einheiten für die Erzeugung gegeneinander geschalteter Signale eingesetzt. Mehrere Signale, z. B. bis zu acht Schaltkreis-ASIC's mit ihren Hall-Einheiten ermöglichen es, acht voneinander unabhängige gegeneinander geschaltete Signale zu erzeugen.

Die Aufgabe ist darüber hinaus durch die Merkmale des Anspruchs 3 oder 4 oder 5 gelöst.

Die hiermit verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Drehwinkelsensoren aus der normalen Serie verwendet werden. Hierdurch werden Zusatzkosten für Sonderanfertigungen und dergleichen vermieden. Die Drehwinkelsensoren sind hervorragend in der Lage, den sehr kleinen Pedalwinkel zu erfassen.

Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 3 werden die Schaltkreis-ASIC's der Drehwinkelsensoren mit den nachgeschalteten Einheiten dafür eingesetzt, über zwei Kanäle voneinander jeweils ein impulsbreitenmoduliertes Signal mit wählbaren Frequenzen abzugeben. Diese voneinander unabhängigen impulsbreitenmodulierten Signale können der jeweiligen Motorsteuerung zugeführt werden und entsprechend ausgewertet werden.

Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 4 wird durch die beiden Schaltkreis-ASIC's mit den dazugehörigen Hall-Einheiten und den nachgeschalteten Schaltkreis-Einheiten von einem Kanal ein erstes Analog-Signal und vom zweiten Kanal ein Schaltersignal erzeugt. Diese beiden Signale werden der Motorsteuerung zugeführt und entsprechend verarbeitet.

Bei einer Bodenpedalvorrichtung gemäß Anspruch 5 werden die beiden Schaltkreis-ASIC's mit den dazugehörigen Hall-Einheiten und den nachgeschalteten Einheiten hierfür eingesetzt, dass von einem Kanal ein zweites Analog-Signal und von dem zweiten Kanal gegeneinander geschaltete Signale abgegeben werden.

Das Pedalelement kann in der Verbindungseinrichtung zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung der Brennkraftmaschine in dem Pedalwinkel zwischen 0° und 22° bewegt werden. Dieser, Pedalwinkel entspricht etwa der Bewegungsmöglichkeit eines Fußes im Fußgelenk, um mit entsprechender Krafteinwirkung das Gaspedal niedertreten zu können.

Die Verbindungseinrichtung weist außer wenigstens einer Rückholfeder zum Rückstellen des Pedalelements in die Leerlaufstellung eine separate Sensorrückstellfeder zum Einnehmen des Drehwinkelsensors in die Nullstellung auf. Eingesetzt werden, wie es die Sicherheitsvorschriften erfordern, zwei Rückholfedern. Die separate Sensorrückholfeder ist von besonderer Bedeutung. Aufgrund des rauhen Fahrbetriebs der schweren Fahrzeuge ist es möglich, dass sich das Sensorelement von der Pedaleinheit lösen kann. Dadurch ist es nicht mehr möglich, das Sensorelement mit den beiden Rückholfedern über die Verbindungseinrichtung in die Null-Stellung zurückzustellen. Würde die Sensorrückstellfeder nicht bestehen, würden die entsprechenden Ausgangssignale, wie PWM-Signale, Analogsignale, Schaltersignale und dergleichen in der gleichen Größe erzeugt werden, wie sie bei der letzten Pedalstellung abgegeben wurden. Hierdurch könnten Fehlsteuerung der Brennkraftmaschine und in der Folge Unfälle auftreten. Diese negativen Folgen werden durch die separate Rückstellfeder sehr wirksam verhindert.

Die wählbaren Frequenzen des jeweiligen impulsbreitenmodulierten Signals können mit der jeweiligen Speichereinheit programmiert werden. Die Programmierbarkeit erlaubt es, die entsprechende Umstellung vor Ort vornehmen zu können. Hierdurch könnte die Pedalvorrichtung in Serie, unabhängig von dem jeweiligen Einsatzfall äußerst kostengünstig produziert werden.

Jeder Schaltkreis-ASICist über eine Schaltkreis-Mikrorechnereinheit mit einer Schaltkreisspeichereinheit über Flachstecker des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar. Die Programmierbarkeit bei gekapseltem Drehwinkelsensor hat den Vorteil, dass der lineare, Abschnitt der ASIC-Ausgangsspannung hinsichtlich Linearität und Steigung und anderer Daten justiert werden können.

Auch die eingesetzten Mikroprozessor-Einheiten mit den jeweiligen zugehörigen Speichereinheiten können über den Flachstecker des gekapselten Drehwinkelsensors programmiert werden. Hierdurch wird vermieden, dass für eine Umprogrammierung das Gehäuse geöffnet werden muss.

Die Schaltkreisspeicher-Einheiten jedes Schaltkreis-ASIC's, die Speichereinheit, die erste Speichereinheit und die zweite Speichereinheit können als E²PROM ausgebildet werden. Bei einem E²PROM handelt es sich um einen Festwertspeicher, der wie ein Lese-Schreibspeicher gebraucht werden kann. Hierdurch ist es möglich, die in den E²PROM eingeschriebenen Daten jeweils zu aktualisieren bzw. zu ändern.

Das Pedalelement kann gegenüber dem Grundplattenelement in der Leerlaufstellung einen Bodenwinkel aufmachen. Der Bodenwinkel minus Pedalwinkel kann dann gleich einem Endstellungswinkel sein. Der Bodenwinkel kann 30°, 35° oder 40° und der Endstellungswinkel 8°, 13° oder 23° betragen, so dass sich hieraus der bereits angegebene Pedalwinkel von 22° er gibt. Hierdurch ist es möglich, dass sich das Pedal in dem Pedalwinkel über dem Boden bewegt und leicht bedienen lässt, Die Aufgabe ist auch durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.

Die hiermit entstehenden Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein normaler Drehwinkelsensor mit zwei Schaltkreis-ASIC's und einer dazugehörigen Hall-Einheit für die Erzeugung von Ausgangssignalen verwendet wird. Die beiden Kanäle können dabei für die Erzeugung gegeneinander geschalteter Signale verwendet werden. Durch die Zweikanaligkeit ist es möglich, die erzeugten Signale entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen zu mischen.

Die zusätzlichen Baueinheiten können ebenso wie die Schaltkreis-ASIC's mit den Hall-Einheiten von einer Gehäuse-Einheit des Drehwinkelsensors umschlossen werden. Hierdurch werden sie wirksam gegen äußere Einflüsse geschützt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.
1 ein Bodenpedal mit einem Drehwinkelsensor in einer auseinandergezogenen, perspektivischen, schematischen Darstellung,
2 ein Bodenpedal mit einem Drehwinkelsensor gemäß 1 in einer schematisch dargestellten Seitenansicht,
3 einen Drehwinkelsensor gemäß 1 und 2 in einer schematisch dargestellten Schnittdarstellung,
4a ein Prinzipschaltbild einer Pulsweitenanordnung mit einem Signalerzeugungszweig,
4b ein Schaltbild mit zwei Kanälen einer Pulsweitenanordnung gemäß 4a, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß 1 bis 3 angeordnet sind,
5a ein Prinzipschaltbild eines Signalerzeugungszweigs einer Analogsignalerzeugungsnanordnung,
5b ein Schaltbild mit einem Kanal einer Analogsignalerzeugungsnanordnung gemäß 5a und einem weiteren Kanal einer Gegentaktsignalerzeugungsanordnung, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß 1 bis 3 angeordnet sind,
6a ein Prinzipschaltbild eines Signalerzeugungszweigs einer Gegentaktsignalerzeugungsnanordnung,
6b ein Schaltbild mit einem Kanal einer Analogsignalerzeugungsnanordnung gemäß 5a bzw. 5b und einem weiteren Kanal einer Gegentaktsignalerzeugungsanordnung gemäß 6a, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß 1 bis 3 angeordnet sind,
7 einen Signalverlauf eines Drehwinkelsensors gemäß 1 bis 3 in Abhängigkeit vom Drehwinkel,
8 von den zwei Kanälen einer Pulsweitenanordnung gemäß 4b abgegebenen impulsbreitenmodulierte Signale,
9a)–d) Darstellung der einzelnen Schritte zur Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten Signals in Abhängigkeit von der Pedalstellung
10 von der Gegentaktsignalerzeugungsanordnung gemäß 5b abgegebenes Schaltersignal und
11a) und 11b) von der Gegentaktsignalerzeugungsanordnung gemäß 6a) und 6b) abgegebene gegeneinandergeschaltete Signale.
In den 1 und 2 ist ein Bodenpedal 100 gezeigt. Es weist ein Grundplattenelement 3 auf, das auf dem Boden eines schweren Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines LKW's oder eines Busses befestigt wird.
Über eine Verbindungseinrichtung ist das Grundplattenelement 3 mit einem Pedalelement 2 verbunden. An der Verbindungseinrichtung ist ein Drehwinkelsensor 1 angeflanscht.
Wie insbesondere 1 zeigt, besteht die Verbindungseinrichtung aus einem linken Achsenelement 7 und einem rechten Achsenelement 11, zwischen denen sich der Lagerungszylinder 9 befindet. Um die Achsenelemente ist auf der einen Seite ein Rückholfederelement 5 und auf der anderen Seite ein Rückholfederelement 12 positioniert. Die Achselemente werden mit Hilfe einer Schraube 6 und die übrigen Teile von einer Schraube 14 zusammengehalten.
Das linke Achsenelement 7 wird mit Hilfe eines Abdeckplattenelements 4 mit Hilfe von Schrauben an einem Gehäuse, das die Achselemente umgibt, verschraubt. Am rechten Achsenelement 11 wird das Gehäuse mit Hilfe einer Sensormontageplatte 13 geschlossen.
Die Sensormontageplatte weist eine Ausnehmung aus, durch die der Drehwinkelsensor 1 mit dem rechten Achsenelement 11 verbunden werden kann. Hierfür wird ein speziell ausgebildeter Sensor-Axial-Adapter 16 eingesetzt. Mit Hilfe von Schrauben 17 ist es möglich, den Drehwinkelsensor 1 an der Sensormontageplatte 13 zu verschrauben.
Hervorzuheben ist, dass der Drehwinkelsensor eine separate Sensorrückholfeder 15 aufweist. Die Sensorrückholfeder 15 sorgt dafür, dass bei einem Wellenbruch oder bei einem Abscheren des Drehwinkelsensors 1 gesichert wird, dass der Drehwinkelsensor in seine Nullstellung zurückgestellt wird, so dass Bedienungsfehler und Beschädigungen des Motors und der dergleichen vermieden wird.
In 2 ist gezeigt, in welchen Winkeln das Pedalelement 2 gegenüber dem Grundplattenelement 3 zu bewegen ist.
In einer minimalen Leerlaufposition bei einer 45°-Ausführung macht das Pedalelement 2 gegenüber dem Grundplattenelement 3 einen 45°-Leerlaufwinkel γ auf .
In der sonst üblichen Leerlaufstellung beträgt ein Bodenwinkel β = 35°. Der wirksame Pedalwinkel α, der vorzugsweise eingesetzt wird, beträgt 22°. Hierdurch ist es möglich, dass für den Berufskraftfahrer das Pedalelement 2 ohne große Ermüdungserscheinungen des Fußes sehr lange betätigt werden kann.
Es ist auch möglich, dass bei einer notwendigen maximalen Vollgasposition bei einer 30°-Ausführung das Pedalelement gegenüber dem Grundplattenelement einen Endstellungswinkel γ von nur 8° aufmacht. Die Extremstellung, minimale Leerlaufposition und maximale Vollgasposition erhöhen den möglichen Pedalbetätigungswinkel um einige Grad.
In 3 ist der Drehwinkelsensor 1 gezeigt.
Bei dem Drehwinkelsensor 1 dreht sich um zwei mandarinenscheibenförmige Flußleitstücke 30, 31, die zwischen sich eine Abstandsausnehmung lassen, ein Ringmagnet 32, der von einer Ringmagnetaufnahme 33 gehalten wird. Mit der Ringmagnetaufnahme ist eine Welle 42 verbunden. Die Welle bewegt sich in einer Buchse 40, die mit einem Sicherungsring 41 abschließt und um die ein O-Ring 43 gelegt ist.
In die Abstandsausnehmung zwischen den beiden Flußleitstücken 30, 31 sind zwei Schaltkreis-ASIC20 und 21, 22 und 23, 24 und 25 angeordnet. Jedes ASICweist eine Hall-Einheit 20H und 21H, 22H und 23H, 24H und 25H auf, die mit weiteren Schaltkreiselementen zusammenarbeitet und vorzugsweise in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführt ist. Der Schaltkreis ASICmit der Hall-Einheit ist von einem ASIC-Gehäuse umgeben.
Die Flußleitstücke werden mit Hilfe einer Statorfixierung 35 gehalten. Unter der Statorfixierung dreht sich der Ringmagnet 32, der aus zwei Ringsegmenten 32.1, 32.2 mit entsprechenden magnetischen Polungen ausgebildet ist.
Über der Statorfixierung 35 befindet sich eine Leiterplatte 35, in der die Anschlüsse der beiden ASIC's hineingeführt werden. Darüber befinden sich auf der Leiterplatte 35 weite re Baueinheiten 44.
Umschlossen ist die Stator- und die Rotoreinheit von einer Gehäuseeinheit, bestehend aus Gehäuse 36 und Deckel 37. In dem Gehäuse 36 wird die Buchse 40 gehalten. Darüber hinaus umgibt das Gehäuse 36 einen Flachstecker 38, der von einem Steckereinsatz 39 gehalten wird.
Mit Hilfe des Wählelements 42 dreht sich die Rotoreinheit um die Statoreinheit in einem möglichen Winkel von 0 bis 360° und erzeugt eine ASIC-Ausgangsspannung U_AS, die in etwa eine sinusförmige Konfiguration hat. Die ASIC-Ausgangsspannung U_AS ist in allen Bereichen nicht vollständig linear. Über einen der PIN's des Flachsteckers 38 ist es aber möglich, mit Hilfe einer PIN-Programmierung bei geschlossener Gehäuse-Einheit die ASIC-Ausgangsspannung entsprechend anzuheben und zu linearisieren. Es ist insbesondere möglich, jeweils den linearen Abschnitt U_L zwischen den beiden Extremwerten weiter zu linearisieren und die Steigung des linearen Abschnittes zu beeinflussen. In diesem linearen Abschnitt besitzt der Drehwinkelsensor 1 die größte Meßgenauigkeit.
Erfindungswesentlich ist, dass der an sich sehr kleine Pedalwinkel α von 0 bis 22° bauseitig in diesen linearen Abschnitt U_L, wie 7 zeigt, gelegt wird. Dabei ist die Lage des Abschnitts frei wählbar, kann also nach links oder rechts verschoben werden. Es kann sowohl der ansteigende als auch der absteigende lineare Abschnitt der ASIC-Ausgangsspannung U_AS verwendet werden. Das hat den besonderen Vorteil, dass ein weiterer Drehwinkelsensor auch an der gegenüberliegenden Seite im Bereich des Abdeckplattenelement 7 angebaut werden kann. Hierbei müßte das Abdeckplattenelement ähnlich wie die Sensormontageplatte ausgebildet werden.
Ein erster Drehwinkelsensor 1 wird, wie die 4a und 4b zeigen, dafür verwendet, dass über zwei Kanäle ein pulsweitenmoduliertes Signal, im folgenden PWM-Signal, erzeugt wird. Der erste Kanal wird durch den Schaltkreis-ASIC 20 mit der Hall-Einheit 20H gebildet. Hierbei wird der Schaltkreis-ASIC 20 und eine Speichereinheit 60 mit einer Mikroprozessor-Einheit 50 verbunden. Dem Schaltkreis-ASIC 20 und der Speichereinheit 60 ist eine Eingangsschalteinheit 65 vorgeschaltet. An die Eingangsschalteinheit 65 ist ein PIN 1 mit Plus 24 Volt und ein PIN 2 mit Erde 63 angeschlossen.
Der Ausgang 6 der Mikroprozessoreinheit 50 führt auf eine Umschalteinheit 58, die mit einer Signalanhebungseinheit 52 verbunden ist. Die Signalanhebungseinheit 52 führt über einen Widerstand R6 und eine Induktivität L1 auf einen PIN 4.
Der Ausgang 4 und 5 der Mikroprozessor-Einheit 50 wird auf eine Signalherabsetzungseinheit 53 geführt. Zwischen beiden Ausgängen der Signalherabsetzungseinheit 53 ist ein Kondensator C5 angeordnet, der auf der einen Seite an Ground, d. h. Erde 63 und auf der anderen Seite an einen Widerstand R3 geschaltet ist. Der Widerstand R3 ist zwischen dem Widerstand R6 und der Induktivität L1 angeordnet.
An PIN 4 wird ein PWM-Signal unterschiedlicher Frequenz erzeugt, wie es in 8 gezeigt ist. Einstellbar sind insgesamt vier Frequenzen F1 bis F4 mit folgenden Frequenzwerten:
F1 = 215 Hz
F2 = 300 Hz
F3 = 400 Hz
F4 = 500 Hz Durch die Signalherabsetzungseinheit ist es möglich, den Signalpegel am Ausgang 56 des PIN's 4 mit 24 Volt oder herabgesetzt auf 5 Volt abzugeben.
Der zweite Schaltkreis-ASIC 21 mit der Hall-Einheit 21A ist in gleicher Weise verschaltet wie der oben beschriebene Kanal 1. Eingesetzt wird hier anstelle der Speichereinheit 60 eine Speichereinheit 61, anstelle der Mikroprozessoreinheit 50 eine Mikroprozessoreinheit 51, anstelle der Umschalteinheit 58 eine Umschalteinheit 59, anstelle der Signalanhebungseinheit 52 eine Signalanhebungseinheit 54 und anstelle der Signalanhebungseinheit 53 eine Signalanhebungseinheit 55. Masse trägt hierbei die Bezugsziffer 64. Anstelle des Widerstands R6 wird ein Widerstand R5 und anstelle der Induktivität L1 eine Induktivität L3 eingesetzt.
Für die Eingangsschalteinheit 65 kommt eine Eingangsschalteinheit 66 zum Einsatz, die an einen PIN 5 mit plus 24 Volt und einen PIN 6 mit Erde 64 angeschlossen ist.
An dem PIN 57 wird ein PWM-Signal PWM2 mit unterschiedlichen Frequenzen F1 bis F4 abgegeben.
Die Eingangsschalteinheiten 65 und 66 sind gleich aufgebaut. Sie bestehen aus einem IC3 bzw. IC4, das eingangsseitig mit PIN 1 und PIN 2 sowie PIN 5 und PIN 6 geschaltet ist. Der Ausgang des IC3 bzw. IC4 ist auf den Eingang 4 des Schaltkreis-ASIC 20 bzw. Schaltkreis-ASIC 21 geführt.
PIN 2 bzw. PIN 6 ist auf den zweiten und dritten Eingang 1 bzw. 3 des ASIC's 20 bzw. ASIC 21 geführt. Darüber hinaus ist PIN 3 bzw. PIN 6 mit der Speichereinheit 60 bzw. 61 verbunden. Die Verbindung liegt an Ground 1 bzw. Ground 2 und ist darüber hinaus auf IC3 bzw. IC4 geführt. Zwischen den parallel laufenden Verbindungen zum Eingang 4 der beiden ASIC's und der geerdeten Verbindung, die auf Eingang 5 der Speichereinheiten 60, 61 führt, sind parallel zu beiden Einheiten jeweils ein Kondensator 3 bzw. 4 und danebenliegend weitere IC's angeordnet.
Eingesetzt wird als Speichereinheit eine überschreibbare Speichereinheit E²PROM des Typs 24LC0l0T.
Als Mikroprozessor-Einheit wird ein Mikroprozessor des Typs 12 C 672-04 ISM verwendet.
Die einzelnen Signalanhebungs bzw. -herabsetzungseinheiten sind als entsprechend geschaltete Transistorverstärkerstufen ausgebildet.
Verwendet werden Z-Dioden (Zener-Dioden) des Typs 4 V 7, oder des Typ 4 V 1.
Für die Einheiten 52, 54, 58 und 59 werden Schaltkreise des Typs BCR 35 PN und für die Einheiten 53 und 55 Schaltkreise des Typs BCR 116 eingesetzt.
Beim Betätigen des Pedalelements werden durch die ASIC's 20, 21 die linearen Pedalwinkelausgangsspannungen U_DR gemäß 7 abgegeben und in die PWM-Signale gemäß 8 umgeformt.
Von Bedeutung ist, dass die zusätzlichen Schalteinheiten beider Kanäle als zusätzliche Baueinheiten 44 auf der Leiterplatte 35 des Drehwinkelsensors positioniert werden und von der Gehäuseeinheit 36, 37 umschlossen werden.
Wie das PWM-Signal PWM 1 in Abhängigkeit von der Stellung des Pedalelements 2 regeneriert wird, soll anhand der 9a) bis 9c) erläutert werden.
Die Pedalwinkelausgangsspannung U_DR1 gemäß 9a) wird bei einem Pedalwinkel α 1 gemäß 9b) abgegeben. Diese Pedalwinkelausgangsspannung U_DR1 wird an die Mikroprozessoreinheit 50 bzw. 51 abgegeben, die mit Hilfe ihres Programms bei eingestellten PW-Signal PW1 ein PWM-Signal PWM1 α 1 gemäß 9c) erzeugt und abgibt.
Eine Pedalwinkelausgangsspannung U_DR2 gemäß 9a) entspricht dem Pedalwinkel α 2 gem. 9b). Mit Hilfe von U_DR2 erzeugt die Mikroprozessoreinheit ein PW-Signal PWM1 α 2, das in 9d) dargestellt wird.
Deutlich wird, dass jedem Pedalwinkel α ein bestimmtes PWM-Signal PW1 entspricht. In gleicher Art und Weise werden die PWM Signale PW2 bis PW4 mit den Frequenzen F2 bis F4 in Abhängigkeit vom Pedalwinkel α erzeugt.
In die 5a und 5b ist eine weitere Möglichkeit der Beschaltung der beiden im Drehwinkelsensor vorhandenen ASIC's beschrieben.
Hierbei wird das ASIC22 mit der Hall-Einheit 22H mit dem Eingang 4 einer Mikroprozessor-Einheit 70 verbunden.
Die Ausgänge 6 und 7 der Mikroprozessor-Einheit 70 sind auf die Eingänge 1 und 5 eines Analog/Digital-Wandlers 72 geführt. Der Ausgang 3 des A/D-Wandlers 72 führt über einen Widerstand R1 und eine Induktivität L1 auf den Anschluß J2 eines Ausgangs 72; am Ausgang 72' steht dann ein Analog-Signal AN1 an.
Eingangsseitig führt ein Pol J1 sowohl auf den Eingang 1 des ASIC's 22 als auch über einen Widerstand RF4 zum Eingang 3 der Mikroprozessoreinheit 3 und zum Eingang 4 des A/D-Wandlers 72. Dem Widerstand R4 ist eine über eine Erde liegende Diode D1 des Typs BZU 55-C 5V 1 positioniert. Parallel zu D1 liegt ein Widerstand R2 der an die Polleitung J1 und die Ausgangsleitung des ASIC's 22 liegt.
Des weiteren ist eingangsseitig vom Pol J3 der Eingang 2 und 3 des ASIC's 22 beschaltet. Beide Eingänge sind geerdet.
Der Eingang 2 der Mikroprozessoreinheit 70 ist auf eine Diode 2, die an Erde liegt, geführt. Sie ist ausgangsseitig über einen Widerstand R8 hinter den Widerstand R1 geführt.
Der zweite ASIC 23 mit seiner Hall-Einheit 23H ist eingangsseitig mit einer Eingangsschalteinheit 76 beschaltet. Der Ausgang 4 des ASIC's 23 ist mit dem Eingang 4 einer Mikroprozessoreinheit 71 verbunden. Die Ausgänge der Mikroprozessoreinheit 71 sind mit einer Gegentaktstufe 73 verbunden, die ein Gegentaktsignal GT am Ausgang 73' des Pols J5 abgibt.
Die Eingangsschalteinheit besteht aus einem IC6, dessen Ausgänge 2 und 5 an Erde liegen. Dessen Eingänge 1 und 3 gehen an den Pol J4. Zwischen dem Pol J6 und dem Eingang 1 des IC6 ist ein Kondensator C4 angeordnet. Der Schaltkreis IC6 hat die Typenbezeichnung TLE 4296. Zwischen dem Ausgang 4 und der an Ground (Erde) GND liegenden Verbindung von Pol J6 ist ein Schaltkreis IC5G52 angeordnet, zu der ein Kondensator C2 parallel liegt.
Der Ausgang 1 des ASIC 23 ist über einen Widerstand 3 mit 10 KΩ auf die Verbindung zwischen dem Ausgang 4 des ASIC 23 und dem Eingang 4 der Mikroprozessoreinheit 71 geführt.
Die Gegentaktstufe 73 besteht aus einer Umschalteinheit 79, die auf eine Signalanhebungseinheit 77 geführt ist. Die Umschaltungseinheit 79 ist mit dem Ausgang 7 der Mikroprozessoreinheit 71 verbunden. Zur Gegentaktstufe gehört darüber hinaus eine Signalherabsetzungseinheit 73, die an den Ausgang 2 der Mikroprozessoreinheit 71 angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist die Signalanhebungseinheit 77 über einen Widerstand R5 und die Signalherabsetzungseinheit 78 über einen Widerstand R7 auf die Induktivität L2 geführt, vor der ein Kondensator C2 gegenüber Erde angeordnet ist. Der Widerstand R7 wird darüber hinaus auf einen Widerstand R3 geführt, dem eine Gleichreglerstufe D3 der Typenbezeichnung PZV55-C5V1 nachgeordnet ist. Zwischen dem Widerstand R6 und der Diode D3 ist der Ausgang 6 der Mikroprozessoreinheit 71 geführt. Zwischen der Diode D3 und Erde 75 sind die Eingänge 3 und 5 der Mikroprozessoreinheit 71 an Masse angeordnet.
Wird das Pedalelement 3 im Pedalwinkel α bewegt, steht am Ausgang 72' das in 10 gezeigte Analogsignal AN1 und am Ausgang 73' das Schaltersignal GT1 an.
Auch hier ist es von Vorteil, dass die erwähnten Bauelemente als zusätzliche Baueinheiten 44 auf der Leiterplatte 35 des Drehwinkelsensors angeordnet sind und von der Gehäuseeinheit umschlossen sind.
Bei einer dritten Ausführungsform gemäß den 6a und 6b wird der ASIC24 zur Erzeugung eines Analogsignals AN2 verwendet. Der analoge Kanal ist hier genauso aufgebaut wie der analoge Kanal gemäß 5b. Hierbei sind die Pole J1 und J3 in PIN-Nummern I/01 und I/03 umbenannt. Die Widerstände R4, die Dioden D1 und die Widerstände R2 sind in gleicher Art und Weise zwischen dem ASIC22 bzw. 24 und der Mikroprozessoreinheit 70 bzw. 80 angeordnet.
Vorgesehen ist ein Analog-/Digital-Wandler 82. Er ist ebenso verschaltet wie der Digital-/Analag-Wandler 72. An seinem Ausgang 3 sind in gleicher Weise der Widerstand R1, der Kondensator C1, die Induktivität L1, die Diode D2 und anstelle des Widerstands R8 ein Widerstand R5 angeordnet.
Der zweite Schaltkreis-ASIC 25 mit der Hall-Einheit 25H ist eingangsseitig mit einer Eingangsschalteinheit 83 beschaltet. Ausgangsseitig ist der ASIC 25 mit einer Mikroprozessoreinheit 82 verbunden, deren Ausgänge mit weiteren Bauelementen so beschaltet sind, dass am Ausgang 86 und 87 gegeneinander geschaltete Signale G1, G2 abgegeben werden.
Die Eingangsschalteinheit 83 ist ebenso aufgebaut wie die in 5b gezeigte Eingangsschalteinheit 76.
Hierbei wird wie bereits beschrieben, die Klemme I/04 auf die Eingänge 1 und 3 des IC6 geführt. Vor ihnen liegt ein Kondensator C4, der auf die Eingänge 2 und 5 des IC6 geführt ist. Die Anschlüsse 2 und 5 sind geerdet. Zwischen den geerdeten Eingängen 2 und 5 und dem Ausgang 4 des IC6 ist eine Baueinheit IC5GS2 und ein Kondensator IC5 angeordnet.
Der Ausgang 4 des IC6 führt dann vom Kondensator IC3 auf den Eingang 1 des ASIC 25 und auf den Eingang 5 der Mikroprozessoreinheit 81. Zwischen dem Eingang 1 des ASIC'S 25 und seinem Ausgang 5 ist ein Widerstand R3 angeordnet.
Die beiden weiteren Eingänge 2 und 3 des ASIC's 25 sind geerdet. Zum Einsatz kommt auch hier ein Schaltkreis der Typenbezeichnung 16105 S1 der Firma MELEXIS.
Die Mikroprozessoreinheit 81 ist wie folgt beschaltet:
Der Eingang 5 ist mit dem entsprechend nachgeschalteten PIN I/04 verbunden.
Der Eingang 4 ist mit dem entsprechend beschalteten Eingang 4 des ASIC 25 verbunden.
Am Ausgang 3 ist eine Ausgangstuffe 85 angeordnet, die mit Erde GNDA verbunden ist und über einen Widerstand R7 sowie eine Induktivität L3 auf die Klemme I/6, d. h. den Ausgang 87 geführt ist.
Des weiteren ist am Ausgang 3 eine ebenfalls mit Erde verbundene weitere Ausgangsstufe 84 verbunden, die über einen Widerstand R6 und eine Induktivität L2 zum PIN I/05, d. h. zum Ausgang 86 geführt ist. Beide Ausgangsstufen 84 und 85 sind als Dioden D3, D4 ausgebildet.
Zwischen dem Widerstand R7 und der Induktivität L3 ist ein an Ground (Erde, Null-Potential) liegender Kondensator C5 und zwischen dem Widerstand R6 und der Induktivität L2 ein an Ground GNDA liegender Kondensator 2 angeordnet.
Wird bei dieser Ausführungsform die rotierende Einheit des Drehwinkelsensors mit Hilfe des Pedalelements 2 bewegt, wird am Ausgang 82' das Analogsignal AN2 und an den beiden Ausgängen 86 und 87 gegeneinandergeschaltete Signale G1 und G2 abgegeben, wie in 11a) und 11b) dargestellt.
Nimmt das Pealelement 2 den Pedalwinkel α3 ein, wird durch die Breite und den positiven Teil des Analogsignals ANZ gemäß 11a die Länge der HIGH-Flanke und die Länge der LOW-Flanke bis zum nächsten positiven Teil von ANZ durch die Mikroprozessorsteuereinheit 81 mit Hilfe des Programms und D3 vom Signal GE1 erzeugt. D4 sorgt dann dafür, dass das Gegentaktsignal GEZ gemäß 11b abgegeben wird.
Bei allen drei Ausbauvarianten wird ein Drehwinkelsensor eingesetzt, der die bereits beschriebenen Signale gemäß 7 abgibt. Diese Signale werden auf die Motorsteuereinheit übertragen und entsprechend für die Steuerung des Motors verwertet. Von besonderem Vorteil ist, dass der an sich sehr kleine Betätigungswinkel von nur 22° in den linearen Abschnitten der ASIC-Ausgangsspannung U_AL, gelegt wird. Hiermit wird gesichert, dass die PWM-Signale, die Analog-Signale, die Schaltersignale GT und die gegeneinander geschalteten Signale GE1 und GE2 auf das Genauste reproduziert werden. Selbst der sehr rauhe Betrieb an dem Fahrpedal der schweren Kraftfahrzeuge ruft kein Fehlverhalten hervor.
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil ist, dass umprogrammierbare Einheiten, wie z. B. ASIC's und Mikroprozessoreinheiten mit Hilfe der PIN-Programmierung über die Flachstecker 38 des Drehwinkelsensors justiert werden können. Damit ist es möglich, jeden Sensor so zu justieren und einzustellen, dass er die gewünschten Signale abgibt.

Claims

Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (2) und – ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und – eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß das Pedalelement (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, – daß der Drehwinkelsensor (1) wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit einer Hall-Einheit (20H, 21H) aufweist, – daß der Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit der Hall-Einheit (20H, 21H) und eine Speichereinheit (60, 61) mit einer Mikroprozessoreinheit (50, 51) verbunden ist, – daß dem Schaltkreis-ASIC (20, 21) mit der Hall-Einheit (20H, 21H) und der Speichereinheit (60, 61) eine Eingangsschalteinheit (65, 66) vorgeschaltet ist und – daß der Mikroprozessoreinheit (50, 51) eine Ausgangsschalteinheit (52, 53, 58; 54, 55, 59) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (56, 57) ein impulsbreitenmoduliertes Signal (PW1, PW2) mit wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) ab gibt.
Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (2) und – ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und – eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, – daß der Drehwinkelsensor (1) wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (25) mit einer Hall-Einheit (25H) aufweist, – daß der Schaltkreis-ASIC (25) mit der Hall-Einheit (25H) mit einer Mikroprozessoreinheit (81) verbunden ist, – daß der Schaltkreis-ASIC (25) mit der Hall-Einheit (25H) eine Eingangsschalteinheit (83) vorgeschaltet ist und – daß ein erster Ausgang (86) der Mikroprozessoreinheit (81), an dem eine erste Ausgangsstufe (84) angeordnet ist, und ein zweiter Ausgang (87), an dem eine zweite Ausgangsstufe (85) angeordnet ist, gegeneinandergeschaltete Signale (GE1, GE2) abgeben.
Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (2) und – ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und – eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, – daß der Drehwinkelsensor (1) einen ersten Schaltkreis-ASIC (20) mit einer ersten Hall-Einheit (20H) und einen zweiten Schaltkreis-ASIC (21) mit einer zweiten Hall-Einheit (21H) aufweist, – daß der erste Schaltkreis-ASIC (20) mit der ersten Hall-Einheit (20H) und eine erste Speichereinheit (60) mit einer ersten Mikroprozessoreinheit (50) verbunden ist, – daß der zweite Schaltkreis-ASIC (21) mit der zweiten Hall-Einheit (21H) und eine zweite Speichereinheit (61) mit einer zweiten Mikroprozessoreinheit (51) verbunden ist, – daß dem ersten Schaltkreis-ASIC (20) mit der ersten Hall-Einheit (20H) und der ersten Speichereinheit (60) eine er ste Eingangsschalteinheit (65) vorgeschaltet ist, – daß dem zweiten Schaltkreis-ASIC (21) mit der zweiten Hall-Einheit (21H) und der zweiten Speichereinheit (60, 61) eine zweite Eingangschalteinheit (66) vorgeschaltet ist, – daß der ersten Mikroprozessoreinheit (50) eine erste Ausgangsschalteinheit (52, 53, 58) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (56) ein erstes impulsbreitenmoduliertes Signal (PW1) mit wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) abgibt und - daß der zweiten Mikroprozessoreinheit (51) eine zweite Ausgangsschalteinheit (54, 55, 59) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (57) ein zweites impulsbreitenmoduliertes Signal (PW2) mit wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) abgibt.
Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (2) und – ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und – eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in ei nem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, – daß der Drehwinkelsensor (1) einen ersten Schaltkreis-ASIC (22) mit einer ersten Hall-Einheit (22H) und einen zweiten Schaltkreis-ASIC (23) mit einer zweiten Hall-Einheit (23H) aufweist, – daß der erste Schaltkreis-ASIC (22) mit der ersten Hall-Einheit (22H) mit einer ersten Mikroprozessoreinheit (70) verbunden ist, – daß dem zweiten Schaltkreis-ASIC (23) mit der zweiten Hall-Einheit (23H) eine Eingangsschalteinheit (76) vorgeschaltet ist, – daß der zweite Schaltkreis-ASIC (23) mit der zweiten Hall-Einheit (23H) mit einer zweiten Mikroprozessoreinheit (71) verbunden ist, – daß der ersten Mikroprozessoreinheit (70) ein erster Analog/Digitalwandler (72) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang (72') ein erstes Analogsignal (AN1) abgibt und – daß der zweiten Mikroprozessoreinheit (71) eine Ausgangsschalteinheit (73) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (73') ein Schaltersignal (GT) abgibt.
Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (2) und – ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und – eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechendes Signal zu erzeugen ist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwinkelsensor (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, – daß der Drehwinkelsensor (1) einen ersten Schaltkreis-ASIC (24) mit einer ersten Hall-Einheit (24H) und einen zweiten Schaltkreis-ASIC (25) mit einer zweiten Hall-Einheit (25H) aufweist, – daß der erste Schaltkreis-ASIC (24) mit der ersten Hall-Einheit (24H) mit einer ersten Mikroprozessoreinheit (80) verbunden ist, – daß dem zweiten Schaltkreis-ASIC (25) mit der zweiten Hall-Einheit (25H) eine zweite Eingangsschalteinheit (83) vorgeschaltet ist, – daß der erste Schaltkreis-ASIC (25) mit der ersten Hall-Einheit (25H) mit einer ersten Mikroprozessoreinheit (80) verbunden ist, – daß der ersten Mikroprozessoreinheit (80) ein Analog/Digitalwandler (82) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang (82') ein Analogsignal (AN2) abgibt und – daß ein erster Ausgang (86) der zweiten Mikroprozessoreinheit (81), an dem eine erste Ausgangsstufe (84) angeordnet ist, und ein zweiter Ausgang (87), an dem eine zweite Ausgangsstufe (85) angeordnet ist, gegeneinandergeschaltete Signale (GE1, GE2) abgeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung der Brennkraftmaschine in dem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 22° zu bewegen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung außer wenigstens einer Rückholfeder (5, 12) zum Rückstellen des Pedalelements (2) in die Leerlaufstellung eine separate Sensorrückstellfeder (16) zum Zurückführen des Drehwinkelsensors (1) in die Nullstellung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückholfedern (5, 12) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) des jeweiligen Pulsweitensignals (PW1, PW2) mit der jeweiligen Speichereinheit (60, 61) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltkreis-ASIC (20, 21, 22, 23, 24, 25) als eine integrierte Schaltung ausgebildet ist, die eine Schaltkreis-Mikrorechnereinheit mit einer Schaltkreisspeichereinheit aufweist, wobei der Schalktreis-ASIC so angeschlossen ist, daß die Schaltkreisspeichereinheit über einen Flachstecker (38) des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Mikroprozessoreinheit (50, 51, 70, 71, 80, 81) und die jeweilige zugehörige Speichereinheit (60, 61) über den Flachstecker (38) des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreisspeichereinheiten jedes Schaltkreis-ASIC (20, 21, 22, 23, 24, 25), die erste Speichereinheit (60) und die zweite Speichereinheit (61) als ein E²PROM ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) gegenüber dem Grundplattenelement (3) in der Leerlaufstellung einen Bodenwinkel (β) aufmacht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenwinkel (β) minus Pedalwinkel (α) einen Endstellungswinkel (γ) ergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenwinkel (β) 30°, 35° oder 40° und der Endstellungswinkel (γ) 13° oder 23° beträgt.
Verwendung eines Drehwinkelsensors (1) für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (2) und – ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrichtung (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) zwischen einer Leerlauf- und einer Vollgasstellung einer Brennkraftmaschine zu bewegen ist, derart, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß – der Drehwinkelsensor wenigstens einen Schaltkreis-ASIC (25) mit einer Hall-Einheit (25H) aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung (U_AS) mit einem linearen Abschnitt (U_L) abgibt, – ein Pedalwinkel (α) zwischen der Leerlauf- und der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und – der Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (U_L) der ASIC-Ausgangsspannung (U_AS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in gegeneinandergeschaltete Signale (GE1, GE2) umgeformt wird.
Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Baueinheiten (44) ebenso wie die Schaltkreis-ASICs (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) mit den Hall-Einheiten (20H, 21H, 22H, 23H, 24H, 25H, 26H) von einer Gehäuseeinheit (36, 37) des Drehwinkelsensors (1) umschlossen werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in einem Pedalwinkel (α) zwischen 0° und 22° bewegt wird.