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Title:
FLOOR PEDAL WITH A ROTATION ANGLE SENSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/033878
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a floor pedal device for heavy motor vehicles, more particularly trucks, buses, mobile cranes and the like, wherein the generation of signals is further simplified and wherein said pedal can be used for more than one purpose. According to the invention, this is achieved in that a pedal element (2) in the connecting device (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) can be moved between an idle position and a full throttle position of an internal combustion engine at a pedal angle ranging between 0° and 5° to 30°. A signal generating device is configured in the form of a rotation angle sensor (1) having at least one integrated circuit (ASIC) with a Hall effect unit. The integrated circuit (ASIC) with the Hall effect unit and a storage device with an integrated circuit (ASIC) is connected to a Hall effect unit. An input switching unit is connected upstream from the integrated circuit (ASIC) with the Hall effect unit and the storage unit. An output switching unit is connected downstream from the microprocessor unit, the output of said output switching unit emitting an impulse width modulated signal with selectable frequencies. Other output signals such as back-to-back signals and switch signals can be regenerated with the integrated circuit (ASIC) with the Hall effect unit and the microprocessor unit.

Inventors:
WILCZEK KLAUS (DE)
ABDINGHOFF GUENTHER (DE)
HENRIET CHRISTOPHE (BE)
Application Number:
PCT/EP2003/010962
Publication Date:
April 22, 2004
Filing Date:
October 02, 2003
Export Citation:
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Assignee:
A B ELEKTRONIK GMBH (DE)
MOBILE CONTROL SYSTEMS S A (DE)
WILCZEK KLAUS (BE)
ABDINGHOFF GUENTHER (DE)
HENRIET CHRISTOPHE (BE)
International Classes:
F02D11/10; G01D5/14; G05G1/30; (IPC1-7): F02D11/10; G01D5/14
Domestic Patent References:
WO1995014911A11995-06-01
WO1998025102A11998-06-11
Foreign References:
DE19716985A11998-10-29
EP1055912A22000-11-29
DE19520299A11996-12-05
US6373241B12002-04-16
DE10046584A12002-04-04
EP1111343A12001-06-27
DE19503335A11995-12-21
EP1034267A12000-09-13
EP0416039B21998-07-08
DE19503335A11995-12-21
DE19716985A11998-10-29
DE19903490A12000-08-24
EP1024267A22000-08-02
Attorney, Agent or Firm:
WENZEL & KALKOFF (Witten, DE)
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Claims:
Patentansprüche : 1. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins- besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, - ein Pedalelement (2) und - ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) beweglich miteinander verbunden sind, und - eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre- chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, - daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich- tung (5,7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) zwischen ei- ner Leerlauf-und einer Vollgasstellung einer Brenn- kraftmaschine in einem Pedalwinke
1. l.
2. (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen SchaltkreisASIC (20,21) mit einer HallEinheit (20H, 21H) aufweist, daß der SchaltkreisASIC (20,21) mit der Hall Einheit (20H, 21H) und eine Speichereinheit (60,61) mit einer Mikroprozessoreinheit (50, 51) verbunden ist, daß dem SchaltkreisASIC (20, 21) mit der Hall Einheit (20H, 21H) und der Speichereinheit (60,61) ei ne Eingangsschalteinheit (65, 66) vorgeschaltet ist und daß der Mikroprozessoreinheit (50,51) eine Ausgangs schalteinheit (52,53, 58 ; 54,55, 59) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (56,57) ein impulsbreitenmodulier tes Signal (PW1, PW2) mit wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) abgibt.
3. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich tung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) zwischen ei ner Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen SchaltkreisASIC (22,24) mit einer HallEinheit (22H, 24H) aufweist, daß der SchaltkreisASIC (22,24) mit der Hall Einheit (22H, 24H) mit einer Mikroprozessoreinheit (70, 80) verbunden ist und daß der Mikroprozessoreinheit (70,81) ein Ana log/Digitalwandler (72,82) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang (56,57) ein Analogsignal (AN1, AN2) abgibt.
4. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich tung (5,7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) zwischen ei ner Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen SchaltkreisASIC (23) mit einer HallEinheit (23H) auf weist, daß dem SchaltkreisASIC (23) mit der HallEinheit (23H) eine Eingangsschalteinheit (76) vorgeschaltet ist, daß der SchaltkreisASIC (23) mit der HallEinheit (23H) mit einer Mikroprozessoreinheit (71) verbunden ist und daß der Mikroprozessoreinheit (71) eine Ausgangs schalteinheit (73) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (73) ein Schaltersignal (GT) abgibt.
5. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich tung (5,7, 8,9, 10,11, 12,13, 15,16) zwischen ei ner Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der wenigstens einen SchaltkreisASIC (25) mit einer HallEinheit (25H) auf weist, daß der SchaltkreisASIC (25) mit der HallEinheit (25H)) mit einer Mikroprozessoreinheit (81) verbunden ist, daß der SchaltkreisASIC (25) mit der HallEinheit (25H) ) eine Eingangaschalteinheit (83) vorgeschaltet ist und daß ein erster Ausgang (86) der Mikroprozessoreinheit (81), an dem eine erste Ausgangsstufe (84) angeordnet ist, und ein zweiter Ausgang (87), an dem eine zweite Ausgangsstufe (85) angeordnet ist, gegeneinanderge schaltete Signale (GE1, GE2) abgeben.
6. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich tung (5,7, 8,9, 10,11, 12,13, 15,16) zwischen ei ner Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der einen ersten Schalt kreisASIC (20) mit einer ersten HallEinheit (20H) und einen zweiten SchaltkreisASIC (21) mit einer zweiten HallEinheit (21H) aufweist, daß der erste SchaltkreisASIC (20) mit der ersten HallEinheit (20H) und eine erste Speichereinheit (60) mit einer ersten Mikroprozessoreinheit (50) verbunden ist, daß der zweite SchaltkreisASIC (21) mit der zweiten HallEinheit (21H) und eine zweite Speichereinheit (61) mit einer zweiten Mikroprozessoreinheit (51) verbunden ist, daß dem ersten SchaltkreisASIC (20) mit der ersten HallEinheit (20H) und der ersten Speichereinheit (60) eine erste Eingangsschalteinheit (65) vorgeschaltet ist, daß dem zweiten SchaltkreisASIC (21) mit der zweiten HallEinheit (21H) und der zweiten Speichereinheit (60, 61) eine zweite Eingangsschalteinheit (66) vorgeschal tet 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 zwei te Ausgangsschalteinheit (54,55, 59) nachgeschaltet ist, deren Ausgang (57) ein zweites impulsbreitenmodu liertes Signal (PW2) mit wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) abgibt.
7. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5, 7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) beweglich miteinander verbunden sind, und eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich tung (5, 7, 8, 9,10, 11,12, 13,15, 16) zwischen ei ner Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der einen dritten SchaltkreisASIC (22) mit einer dritten HallEinheit (22H) und einen vierten SchaltkreisASIC (23) mit einer vierten HallEinheit (23H) aufweist, daß der dritte SchaltkreisASIC (22) mit der dritten HallEinheit (22H) mit einer dritten Mikroprozessorein heit (70) verbunden ist, daß dem vierten SchaltkreisASIC (23) mit der vierten HallEinheit (23H) eine dritte Eingangsschalteinheit (76) vorgeschaltet ist, daß der vierte SchaltkreisASIC (23) mit der vierten HallEinheit (23H) mit einer vierten Mikroprozessorein heit (71) verbunden ist, daß der dritten Mikroprozessoreinheit (70) ein erster Analog/Digitalwandler (72) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang (72) ein erstes Analogsignal (AN1) abgibt und daß der vierten Mikroprozessoreinheit (71) eine Aus gangsschalteinheit (73) nachgeschaltet ist, deren Aus gang (73) ein Schaltersignal (GT) abgibt.
8. Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, und eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelements (2) entspre chendes Signal zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in der Verbindungseinrich tung (5,7, 8,9, 10,11, 12,13, 15,16) zwischen ei ner Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° zu bewegen ist, daß die Signalerzeugungseinrichtung als ein Drehwin kelsensor (1) ausgebildet ist, der einen fünften SchaltkreisASIC (24) mit einer fünften HallEinheit (24H) und einen sechsten SchaltkreisASIC (25) mit ei ner sechsten HallEinheit (25H) aufweist, daß der fünfte SchaltkreisASIC (24) mit der fünften HallEinheit (24H) mit einer fünften Mikroprozessorein heit (80) verbunden ist, daß dem sechsten SchaltkreisASIC (25) mit der vier ten HallEinheit (25H) eine vierte Eingangsschaltein heit (83) vorgeschaltet ist, daß der fünfte SchaltkreisASIC (25) mit der fünften HallEinheit (25H) mit einer fünften Mikroprozessorein heit (80) verbunden ist, daß der fünften Mikroprozessoreinheit (80) ein zwei ter Analog/Digitalwandler (82) nachgeschaltet ist, des sen Ausgang (82) ein zweites Analogsignal (AN2) abgibt und daß ein erster Ausgang (86) der sechsten Mikroprozes soreinheit (81), an dem eine erste Ausgangsstufe (84) angeordnet ist, und ein zweiter Ausgang (87), an dem eine zweite Ausgangsstufe (85) angeordnet ist, gegen einandergeschaltete Signale (GE1, GE2) abgeben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedale lement (2) in der Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15, 16.) zwischen der Leerlaufund der Vollgasstellung der Brennkraftmaschine in dem Pedalwin kel (a) zwischen 0° und 22° zu bewegen ist 9.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8 oder 2 oder 8 oder 3 oder 8 oder 4 oder 8 oder 5 oder 8 oder 6 oder 8 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsein richtung außer wenigstens einer Rückhohlfeder (5,12) zum Rückstellen des Pedalelements (2) in die Leerlauf stellung eine separate Sensorrückstellfeder (16) zum Einnehmen des Drehwinkelsensors (1) in die Nullstellung aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückhohlfedern (5,12) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbaren Frequenzen (F1, F2, F3, F4) des jeweiligen Pulsweitensignals (PW1, PW2) mit der jeweiligen Spei chereinheit (60,61) einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder SchaltkreisASIC (20,21, 22,23, 24,15, 26) eine SchaltkreisMikrorechnereinheit mit einer Schalt kreisspeichereinheit über Flachstecker (38) des gekap selten Drehwinkelsensors programmierbar ist.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die er ste bis sechste Mikroprozessoreinheit (50,51, 70,71, 80,81) und die jeweilige zugehörige Speichereinheit (60,61) über den Flachstecker (38) des gekapselten Drehwinkelsensors programmierbar ist.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreisspeichereinheiten jedes SchaltkreisASIC (20,21, 22,23, 24,15, 26), die Speichereinheit, die erste Speichereinheit (60) und die zweite Speicherein heit (61) als ein E2PROM ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Pe dalelement (2) gegenüber dem Grundplattenelement (3) in der Leerlaufstellung einen Bodenwinkel (ß) aufmacht.
17. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bo denwinkel (ß) minus Pedalwinkel (a) gleich einen End stellungswinkel (Y) ergibt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenwinkel (ß) 30, 350oder 40° und der End stellungswinkel (y) 13° oder 23° beträgt.
19. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen SchaltkreisASIC (20,21) mit einer HallEinheit (20H, 21H) aufweist, die eine ASICAusgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung (100) für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananla gen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungsein richtung (5,7, 8,9, 10,11, 12,13, 15, 16) zwischen einer Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, derart, daß ein Pedalwinkel (a) zwischen der Leerlaufund der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und daß der Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° bei einer Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linea ren Abschnitt (UL) der ASICAusgangsspannung (U) er fasst und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in ein impulsbreitenmoduliertes Signal (PW1, PW2) mit wählba ren Frequenzen (F1, F2, F3, F 4) umgeformt wird.
20. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen SchaltkreisASIC (22,23) mit einer HallEinheit (22H, 23H) aufweist, die eine ASICAusgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungsein richtung (5,7, 8,9, 10,11, 12,13, 15,16) zwischen einer Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, derart, daß ein Pedalwinkel (a) zwischen der Leerlaufund der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und daß der Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASICAusgangsspannung (UAS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in ein Ana logsignal (AN1, AN2) umgeformt wird.
21. Verwendung eines Drehwinkelsensors (l), der wenigstens einen SchaltkreisASIC (22,23) mit einer HallEinheit (22H, 23H) aufweist, die eine ASICAusgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (U) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11, 12, 13, 15, 16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungsein richtung (5,7, 8,9, 10, 11,12, 13,15, 16) zwischen einer Leerlaufund einer Vollgasstellung zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, derart, daß ein Pedalwinkel (a) zwischen der Leerlaufund der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und daß der Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASICAusgangsspannung (UAS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in ein Schal tersignal (GT) umgeformt wird.
22. Verwendung eines Drehwinkelsensors (1), der wenigstens einen SchaltkreisASIC (22,23) mit einer HallEinheit (22H, 23H) aufweist, die eine ASICAusgangsspannung (UAS) mit einem linearen Abschnitt (UL) abgibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, ins besondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, ein Pedalelement (2) und ein Grundplattenelement (3), die durch eine Verbindungseinrichtung (5,7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement (2) in der Verbindungsein richtung (5, 7, 8,9, 10, 11, 12,13, 15,16) zwischen einer Leerlaufund einer Vollgasstellung einer Brenn kraftmaschine zu bewegen ist, derart, zur Erzeugung ei nes der Bewegung des Pedalelements (2) entsprechenden Signals, daß ein Pedalwinkel (a) zwischen der Leerlaufund der Vollgasstellung zwischen 0° und 5° bis 30° beträgt und daß der Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 5° bis 30° bei der Bewegung des Pedalelements (2) mit dem linearen Abschnitt (UL) der ASICAusgangsspannung (UAS) erfaßt und durch zusätzliche Baueinheiten (44) in gegeneinan dergeschaltete Signale (GE1, GE2) umgeformt wird.
23. Verwendung nach Anspruch 18 oder 19 oder 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Baueinhei ten (44) ebenso wie die SchaltkreiseASIC (20,. .., 26) mit den HallEinheiten (20H,, 26H) von einer Gehäu seeinheit (36, 37) des Drehwinkelsensors (1) umschlos sen werden.
24. Verwendung nach einem vorhergehenden Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (2) in einem Pedalwinkel (a) zwischen 0° und 22° bewegt wird.
Description:
Bodenpedal mit Drehwinkelsensor Die Erfindung betrifft eine Bodenpedalvorrichtung für schwe- re Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahr- bare Krananlagen und dgl., die wenigstens aufweist, - ein Pedalelement und - ein Grundplattenelement, die durch eine Verbindungseinrichtung beweglich miteinander verbunden sind, und - eine Signalerzeugungseinrichtung, die wenigstens teilweise mit der Verbindungseinrichtung verbunden und mit der ein der Bewegung des Pedalelement entsprechendes Signal zu erzeugen ist, und eine Verwendung eines Drehwinkelsensors, der wenigstens ei- nen Schaltkreis-ASIC mit einer Hall-Einheit aufweist, die eine ASIC-Ausgangsspannung mit einem linearen Abschnitt ab- gibt für eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahr- zeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Busse, fahrbare Kranan- lagen und dgl., die wenigstens aufweist, - ein Pedalelement und - ein Grundplattenelement, die durch eine Verbindungseinrichtung beweglich miteinander verbunden sind, wobei das Pedalelement in der Verbindungs- einrichtung zwischen einer Leerlauf-und einer Vollgasstel-

lung einer Brennkraftmaschine zu bewegen ist, zur Erzeugung eines der Bewegung des Pedalelement entsprechenden Signals Eine Bodenpedalvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 416 039 B2 bekannt. Sie weist ein Pedal-und ein Bodenelement auf, die drehbeweglich miteinander verbun- den sind. Vorgesehen ist ein Potentiometer, das die Bewegung zwischen dem Pedal-und dem Bodenelement erfasst und ein der Stellung des Pedalelements entsprechendes impulsbreitenmodu- liertes 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 ver- wenden. 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 AI be- kannt, die aus einem Pedalelement und einer Grundplatte be- steht, die beweglich miteinander verbunden sind. Im Gaspe- daldrehpunkt ist ein Bewegungssensorelement mit einer sta- tionären und einer beweglichen Einheit angeordnet. Hierbei ist die stationäre Einheit im Gaspedaldrehpunkt fest und die bewegliche mit dem Pedalelement verbunden. Damit beim Durch- treten des Pedalelement eine Beschädigung des Bewegungssen- sorelements verhindert wird, zielt die bekannte Fahrpe- daleinrichtung auf eine Ausgestaltung einer bewegungsbegren- zenden Betätigungseinheit ab.

Ein als Drehwinkelsensor bezeichnetes Bewegungssensorelement ist aus der WO 95 14 911 Al bekannt. Er besteht aus einer stationären und einer rotierenden Formation. Die stationäre

Formation enthält zwei halbmondförmige Statorelemente, zwi- schen 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 ei- nes Luftspalts um die Statorelemente bewegbar ist.

Dieser Drehwinkelsensor hat sich bewährt. Allerdings ist er in seinem Aufbau nicht uneingeschränkt für eine Bodenpedal- vorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere Last- kraftwagen, Busse, fahrbare Krananlagen und dgl. einsetzbar.

Ein derartiger Drehwinkelsensor ist darüber hinaus aus der WO 98 25 102 A1, DE 197 16 985 Al, DE 199 03 490 Al bzw. der EP l 024 267 A2 bekannt.

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

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An- spruchs 1 oder 2 oder 3 oder 4 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson- dere darin, dass sich die Eigenschaften des Sensors einfach und genau an die Fahrzeuggegebenheiten anpassen lassen.

Hierdurch wird das Pedal für schwere Fahrzeuge rentabel.

Bei der Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 1 werden der Schalt- kreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Einheiten für die Erzeugung eines impulsbreiten modulierten Signals eingesetzt. Das impulsbreitenmodulierte Signal wird

mit wählbaren Frequenzen abgegeben. Hierdurch lässt sich ei- ne derartige Bodenpedalvorrichtung bei schweren Fahrzeugen sowohl in Europa, USA usw. einsetzen, ohne dass Sonderanfer- tigungen notwendig sind. In dem Drehwinkelsensor können nicht nur ein Schaltkreis-ASIC mit einer Hall-Einheit, son- dern bis zu acht Schaltkreis-ASIC mit jeweils einer zugehö- rigen Hall-Einheit installiert werden. Dadurch ist es mög- lich, bei der Betätigung des Pedals mehrere, z. B. acht von- einander unabhängige impulsbreitenmodulierte Signale mit den entsprechenden wählbaren Frequenzen zu erzeugen.

Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 2 werden der Schaltkreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalte- ten Baueinheiten zur Erzeugung eines Analogsignals einge- setzt. Auch hier ist es möglich, den Drehwinkelsensor so zu gestalten, dass er acht Schaltkreis-ASIC's mit den dazugehö- rigen Hall-Einheiten enthält, so dass mehrere, z. B. acht Analog-Signale erzeugt werden können.

Bei einer Bodenpedalvorrichtung gemäß Anspruch 3 wird der Schaltkreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalte- ten Baueinheiten dafür eingesetzt, ein Schaltersignal zu er- zeugen. Auch hier ist durch den Einsatz einer Vielzahl von Schaltkreis-ASICs mit den dazugehörigen Hall-Einheiten die Möglichkeit gegeben mehrere, z. B. acht voneinander unabhän- gige Schaltersignale abzugeben.

Bei einer Bodenvorrichtung gemäß Anspruch 4 wird der Schalt- kreis-ASIC mit der Hall-Einheit und den nachgeschalteten Einheiten für die Erzeugung gegeneinander geschalteter Si- gnale eingesetzt. Mehrere Signale, z. B. bis zu acht Schalt- kreis-ASICs mit ihren Hall-Einheiten ermöglichen es, acht

voneinander unabhängige gegeneinander geschaltete Signale zu erzeugen.

Die Aufgabe ist darüber hinaus durch die Merkmale des An- spruchs 5 oder 6 oder 7 gelöst.

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

Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 5 werden die Schaltkreis-ASIC's der Drehwinkelsensoren mit den nachge- schalteten Einheiten dafür eingesetzt, über zwei Kanäle von- einander jeweils ein impulsbreitenmoduliertes Signal mit wählbaren Frequenzen abzugeben. Diese voneinander unabhängi- gen impulsbreitenmodulierten Signale können der jeweiligen Motorsteuerung zugeführt werden und entsprechend ausgewertet werden.

Bei einer Pedalvorrichtung gemäß Anspruch 6 wird durch die beiden Schaltkreis-ASIC's mit den dazugehörigen Hall- Einheiten und den nachgeschalteten Schaltkreis-Einheiten von einem Kanal ein erstes Analog-Signal und vom zweiten Kanal ein Schaltersignal erzeugt. Diese beiden Signale werden der Motorsteuerung zugeführt und entsprechend verarbeitet.

Bei einer Bodenpedalvorrichtung gemäß Anspruch 7 werden die beiden Schaltkreis-ASIC's mit den dazugehörigen Hall- Einheiten und den nachgeschalteten Einheiten hierfür einge- setzt, dass von einem Kanal ein zweites Analog-Signal und

von dem zweiten Kanal gegeneinander geschaltete Signale ab- gegeben 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 Leer- laufstellung eine separate Sensorrückstellfeder zum Einneh- men des Drehwinkelsensors in die Nullstellung auf. Einge- setzt 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 Sensorele- ment von der Pedaleinheit lösen kann. Dadurch ist es nicht mehr möglich, das Sensorelement mit den beiden Rückholfedern über die Verbindungseinrichtung in die Null-Stellung zurück- zustellen. Würde die Sensorrückstellfeder nicht bestehen, würden die entsprechenden Ausgangssignale, wie PWM-Signale, Analogsignale, Schaltersignale und dergleichen in der glei- chen Größe erzeugt werden, wie sie bei der letzten Pedal- stellung abgegeben wurden. Hierdurch könnten Fehlsteuerung der Brennkraftmaschine und in der Folge Unfälle auftreten.

Diese negativen Folgen werden durch die separate Rückstell- feder sehr wirksam verhindert.

Die wählbaren Frequenzen des jeweiligen impulsbreitenmodu- lierten Signals können mit der jeweiligen Speichereinheit programmiert werden. Die Programmierbarkeit erlaubt es, die

entsprechende Umstellung vor Ort vornehmen zu können. Hier- durch könnte die Pedalvorrichtung in Serie, unabhängig von dem jeweiligen Einsatzfall äußerst kostengünstig produziert werden.

Jeder Schaltkreis-ASIC ist über eine Schaltkreis- Mikrorechnereinheit mit einer Schaltkreisspeichereinheit über Flachstecker des gekapselten Drehwinkelsensors program- mierbar. Die Programmierbarkeit bei gekapseltem Drehwinkel- sensor 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 je- weiligen zugehörigen Speichereinheiten können über den Flachstecker des gekapselten Drehwinkelsensors programmiert werden. Hierdurch wird vermieden, dass für eine Umprogram- mierung das Gehäuse geöffnet werden muss.

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

Das Pedalelement kann gegenüber dem Grundplattenelement in der Leerlaufstellung einen Bodenwinkel aufmachen. Der Boden- winkel minus Pedalwinkel kann dann gleich einem Endstel- lungswinkel sein. Der Bodenwinkel kann 30°, 35° oder 40° und der Endstellungswinkel 8°, 13° oder 23° betragen, so dass sich hieraus der bereits angegebene Pedalwinkel von 22° er-

gibt. Hierdurch ist es möglich, dass sich das Pedal in dem Pedalwinkel über dem Boden bewegt und leicht bedienen lässt.

Die Aufgabe ist auch durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 18 oder 19 oder 20 gelöst.

Die hiermit entstehenden Vorteile bestehen insbesondere dar- in, dass ein normaler Drehwinkelsensor mit zwei Schaltkreis- ASIC's und einer dazugehörigen Hall-Einheit für die Erzeu- gung von Ausgangssignalen verwendet wird. Die beiden Kanäle können dabei entweder für die Erzeugung von impulsbreitenmo- dulierten Signalen mit wählbaren Frequenzen über zwei Kanäle oder für die Erzeugung eines Analog-Signals oder für die Er- zeugung eines Schaltersignals oder gegeneinander geschalte- ter Signale verwendet werden. Durch die Zweikanaligkeit ist es möglich, die erzeugten Signale entsprechend den jeweili- gen Einsatzbedingungen zu mischen.

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

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.

Fig. 1 ein Bodenpedal mit einem Drehwinkelsensor in einer auseinandergezogenen, perspektivischen, schemati- schen Darstellung, Fig. 2 ein Bodenpedal mit einem Drehwinkelsensor gemäß Fig. 1 in einer schematisch dargestellten Seiten- ansicht,

Fig. 3 einen Drehwinkelsensor gemäß Fig. 1 und 2 in einer schematisch dargestellten Schnittdarstellung, Fig. 4 a ein Prinzipschaltbild einer Pulsweitenanordnung mit einem Signalerzeugungszweig, Fig. 4 b ein Schaltbild mit zwei Kanälen einer Pulsweiten- anordnung gemäß Fig. 4 a, die in einer Gehäuseein- richtung eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind, Fig. 5 a ein Prinzipschaltbild eines Signalerzeugungszweigs einer Analogsignalerzeugungsnanordnung, Fig. 5 b ein Schaltbild mit einem Kanal einer Analogsig- nalerzeugungsnanordnung gemäß Fig. 5a und einem weiteren Kanal einer Gegentaktsignalerzeugungsan- ordnung, die in einer Gehäuseeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind, Fig. 6 a ein Prinzipschaltbild eines Signalerzeugungszweigs einer Gegentaktsignalerzeugungsnanordnung, Fig. 6 b ein Schaltbild mit einem Kanal einer Analogsig- nalerzeugungsnanordnung gemäß Fig. 5a bzw. 5 b und einem weiteren Kanal einer Gegentaktsignalerzeu- gungsanordnung gemäß Fig. 6 a, die in einer Gehäu- seeinrichtung eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind, Fig. 7 einen Signalverlauf eines Drehwinkelsensors gemäß Fig. 1 bis 3 in Abhängigkeit vom Drehwinkel,

Fig. 8 von den zwei Kanälen einer Pulsweitenanordnung ge- mäß Fig. 4 b abgegebenen impulsbreitenmodulierte Signale, Fig. 9a) -d) Darstellung der einzelnen Schritte zur Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten Signals in Abhän- gigkeit von der Pedalstellung Fig. 10 von der Gegentaktsignalerzeugungsanordnung gemäß Fig. 5 b abgegebenes Schaltersignal und Fig. lla) und 11 b) von der Gegentaktsignalerzeugungsanord- nung gemäß Fig. 6a) und 6b) abgegebene gegeneinan- dergeschaltete Signale.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Bodenpedal 100 gezeigt. Es weist ein Grundplattenelement 3 auf, das auf dem Boden eines schweren Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines LKW's oder eines Busses befestigt wird.

Über eine Verbindungseinrichtung ist das Grundplattenelement 3 mit einem Pedalelement 2 verbunden. An der Verbindungsein- richtung ist ein Drehwinkelsensor 1 angeflanscht.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, besteht die Verbindungsein- richtung aus einem linken Achsenelement 7 und einem rechten Achsenelement 11, zwischen denen sich der Lagerungszylinder 9 befindet. Um die Achsenelemente ist auf der einen Seite ein Rückholfederelement 5 und auf der anderen Seite ein Rückholfederelement 12 positioniert. Die Achselemente werden mit Hilfe einer Schraube 6 und die übrigen Teile von einer Schraube 14 zusammengehalten.

Das linke Achsenelement 7 wird mit Hilfe eines Abdeckplat- tenelements 4 mit Hilfe von Schrauben an einem Gehäuse, das

die Achselemente umgibt, verschraubt. Am rechten Achsenele- ment 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 ver- bunden 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 Sensormon- tageplatte 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 Ab- scheren des Drehwinkelsensors 1 gesichert wird, dass der Drehwinkelsensor in seine Nullstellung zurückgestellt wird, so dass Bedienungsfehler und Beschädigungen des Motors und der dergleichen vermieden wird.

In Fig. 2 ist gezeigt, in welchen Winkeln das Pedalelement 2 gegenüber dem Grundplattenelement 3 zu bewegen ist.

In einer minimalen Leerlaufposition bei einer 45°-Ausführung macht das Pedalelement 2 gegenüber dem Grundplattenelement 3 einen 45°-Leerlaufwinkel y auf.

In der sonst üblichen Leerlaufstellung beträgt ein Bodenwin- kel ß = 35°. Der wirksame Pedalwinkel a, der vorzugsweise eingesetzt wird, beträgt 22°. Hierdurch ist es möglich, dass für den Berufskraftfahrer das Pedalelement 2 ohne große Er- müdungserscheinungen 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 y von nur 8° aufmacht. Die Extremstellung, minimale Leerlauf- position und maximale Vollgasposition erhöhen den möglichen Pedalbetätigungswinkel um einige Grad.

In Fig. 3 ist der Drehwinkelsensor 1 gezeigt.

Bei dem Drehwinkelsensor 1 dreht sich um zwei mandarinen- scheibenförmige Flußleitstücke 30,31, die zwischen sich ei- ne Abstandsausnehmung lassen, ein Ringmagnet 32, der von ei- ner Ringmagnetaufnahme 33 gehalten wird. Mit der Ringmag- netaufnahme ist eine Welle 42 verbunden. Die Welle bewegt sich in einer Buchse 40, die mit einem Sicherungsring 41 ab- schließt und um die ein 0-Ring 43 gelegt ist.

In die Abstandsausnehmung zwischen den beiden Flußleitstük- ken 30,31 sind zwei Schaltkreis-ASIC 20 und 21,22 und 23, 24 und 25 angeordnet. Jedes ASIC weist eine Hall-Einheit 20H und 21H, 22H und 23H, 24H und 25H auf, die mit weiteren Schaltkreiselementen zusammenarbeitet und vorzugsweise in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführt ist. Der Schalt- kreis ASIC mit der Hall-Einheit ist von einem ASIC-Gehäuse umgeben.

Die Flußleitstücke werden mit Hilfe einer Statorfixierung 35 gehalten. Unter der Statorfixierung dreht sich der Ringma- gnet 32, der aus zwei Ringsegmenten 32.1, 32.2 mit entspre- chenden magnetischen Polungen ausgebildet ist.

Über der Statorfixierung 35 befindet sich eine Leiterplatte 35, in der die Anschlüsse der beiden ASIC's hineingeführt werden. Darüber befinden sich auf der Leiterplatte 35 weite-

re Baueinheiten 44.

Umschlossen ist die Stator-und die Rotoreinheit von einer Gehäuseeinheit, bestehend aus Gehäuse 36 und Deckel 37. In dem Gehäuse 36 wird die Buchse 40 gehalten. Darüber hinaus umgibt das Gehäuse 36 einen Flachstecker 38, der von einem Steckereinsatz 39 gehalten wird.

Mit Hilfe des Wählelements 42 dreht sich die Rotoreinheit um die Statoreinheit in einem möglichen Winkel von 0 bis 360° und erzeugt eine ASIC-Ausgangsspannung UAS, die in etwa eine sinusförmige Konfiguration hat. Die ASIC-Ausgangsspannung UAs ist in allen Bereichen nicht vollständig linear. Über einen der PIN's des Flachsteckers 38 ist es aber möglich, mit Hil- fe einer PIN-Programmierung bei geschlossener Gehäuse- Einheit die ASIC-Ausgangsspannung entsprechend anzuheben und zu linearisieren. Es ist insbesondere möglich, jeweils den linearen Abschnitt UL zwischen den beiden Extremwerten wei- ter zu linearisieren und die Steigung des linearen Abschnit- tes zu beeinflussen. In diesem linearen Abschnitt besitzt der Drehwinkelsensor 1 die größte Meßgenauigkeit.

Erfindungswesentlich ist, dass der an sich sehr kleine Pe- dalwinkel a von 0 bis 22° bauseitig in diesen linearen Ab- schnitt UL, wie Fig. 7 zeigt, gelegt wird. Dabei ist die La- ge 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-Ausgangs- spannung UAS verwendet werden. Das hat den besonderen Vor- teil, dass ein weiterer Drehwinkelsensor auch an der gegen- überliegenden Seite im Bereich des Abdeckplattenelement 7 angebaut werden kann. Hierbei müßte das Abdeckplattenelement ähnlich wie die Sensormontageplatte ausgebildet werden.

Ein erster Drehwinkelsensor 1 wird, wie die Fig. 4a und 4b zeigen, dafür verwendet, dass über zwei Kanäle ein pulswei- tenmoduliertes Signal, im folgenden PWM-Signal, erzeugt wird. Der erste Kanal wird durch den Schaltkreis-ASIC 20 mit der Hall-Einheit 20H gebildet. Hierbei wird der Schaltkreis- ASIC 20 und eine Speichereinheit 60 mit einer Mikroprozes- sor-Einheit 50 verbunden. Dem Schaltkreis-ASIC 20 und der Speichereinheit 60 ist eine Eingangsschalteinheit 65 vorge- schaltet. 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 ei- nen Widerstand R6 und eine Induktivität LI 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 Konden- sator 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 Wider- stand R6 und der Induktivität L1 angeordnet.

An PIN 4 wird ein PWM-Signal unterschiedlicher Frequenz er- zeugt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Einstellbar sind insge- samt vier Frequenzen F1 bis F4 mit folgenden Frequenzwerten : Fl = 215 Hz F2 = 300 Hz F3 = 400 Hz F4 = 500 Hz

Durch die Signalherabsetzungseinheit ist es möglich, den Si- gnalpegel am Ausgang 56 des PIN's 4 mit 24 Volt oder herab- gesetzt auf 5 Volt abzugeben.

Der zweite Schaltkreis-ASIC 21 mit der Hall-Einheit 21A ist in gleicher Weise verschaltet wie der oben beschriebene Ka- nal 1. Eingesetzt wird hier anstelle der Speichereinheit 60 eine Speichereinheit 61, anstelle der Mikroprozessoreinheit 50 eine Mikroprozessoreinheit 51, anstelle der Umschaltein- heit 58 eine Umschalteinheit 59, anstelle der Signalanhe- bungseinheit 52 eine Signalanhebungseinheit 54 und anstelle der Signalanhebungseinheit 53 eine Signalanhebungseinheit 55. Masse trägt hierbei die Bezugsziffer 64. Anstelle des Widerstands R6 wird ein Widerstand R5 und anstelle der In- duktivität Li eine Induktivität L3 eingesetzt.

Für die Eingangsschalteinheit 65 kommt eine Eingangsschalt- einheit 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 FI bis F4 abgegeben.

Die Eingangsschalteinheiten 65 und 66 sind gleich aufgebaut.

Sie bestehen aus einem IC3 bzw. IC4, das eingangsseitig mit PIN 1 und PIN 2 sowie PIN 5 und PIN 6 geschaltet ist. Der Ausgang des IC3 bzw. IC 4 ist auf den Eingang 4 des Schalt- kreis-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 ver- bunden. Die Verbindung liegt an Ground 1 bzw. Ground 2 und ist darüber hinaus auf IC 3 bzw. IC 4 geführt. Zwischen den

parallel laufenden Verbindungen zum Eingang 4 der beiden ASIC's und der geerdeten Verbindung, die auf Eingang 5 der Speichereinheiten 60,61 führt, sind parallel zu beiden Ein- heiten jeweils ein Kondensator 3 bzw. 4 und danebenliegend weitere IC's angeordnet.

Eingesetzt wird als Speichereinheit eine überschreibbare Speichereinheit E2PROM des Typs 24LCOlOT.

Als Mikroprozessor-Einheit wird ein Mikroprozessor des Typs 12 C 672-04 ISM verwendet.

Die einzelnen Signalanhebungs bzw.-herabsetzungseinheiten sind als entsprechend geschaltete Transistorverstärkerstufen ausgebildet.

Verwendet werden Z-Dioden (Zener-Dioden) des Typs 4 V 7, oder des Typ 4 V 1.

Für die Einheiten 52,54, 58 und 59 werden Schaltkreise des Typs BCR 35 PN und für die Einheiten 53 und 55 Schaltkreise des Typs BCR 116 eingesetzt.

Beim Betätigen des Pedalelements werden durch die ASIC's 20, 21 die linearen Pedalwinkelausgangsspannungen UDR gemäß Fig.

7 abgegeben und in die PWM-Signale gemäß Fig. 8 umgeformt.

Von Bedeutung ist, dass die zusätzlichen Schalteinheiten beider Kanäle als zusätzliche Baueinheiten 44 auf der Lei- terplatte 35 des Drehwinkelsensors positioniert werden und von der Gehäuseeinheit 36,37 umschlossen werden.

Wie das PWM-Signal PWM 1 in Abhängigkeit von der Stellung des Pedalelements 2 regeneriert wird, soll anhand der Fig.

9a) bis 9c) erläutert werden.

Die Pedalwinkelausgangsspannung UDR1 gemäß Fig. 9a) wird bei einem Pedalwinkel a 1 gemäß Fig. 9b) abgegeben. Diese Pedal- winkelausgangsspannung UDR1 wird an die Mikroprozessoreinheit 50 bzw. 51 abgegeben, die mit Hilfe ihres Programms bei ein- gestellten PW-Signal PW1 ein PWM-Signal PWM1 a 1 gemäß Fig.

9c) erzeugt und abgibt.

Eine Pedalwinkelausgangsspannung UDR2 gemäß Fig. 9a) ent- spricht dem Pedalwinkel a 2 gem. Fig. 9b). Mit Hilfe von UDR2 erzeugt die Mikroprozessoreinheit ein PW-Signal PWM1 a 2, das in Fig. 9d) dargestellt wird.

Deutlich wird, dass jedem Pedalwinkel a ein bestimmtes PWM- Signal PW 1 entspricht. In gleicher Art und Weise werden die PWM Signale PW2 bis PW4 mit den Frequenzen F2 bis F4 in Ab- hängigkeit vom Pedalwinkel a erzeugt.

In die Fig. 5a und 5b ist eine weitere Möglichkeit der Be- schaltung der beiden im Drehwinkelsensor vorhandenen ASIC's beschrieben.

Hierbei wird das ASIC 22 mit der Hall-Einheit 22H mit dem Eingang 4 einer Mikroprozessor-Einheit 70 verbunden.

Die Ausgänge 6 und 7 der Mikroprozessor-Einheit 70 sind auf die Eingänge 1 und 5 eines Analog/Digital-Wandlers 72 ge- führt. Der Ausgang 3 des A/D-Wandlers 72 führt über einen Widerstand Rl 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 lie- gende 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 eingangs- seitig mit einer Eingangsschalteinheit 76 beschaltet. Der Ausgang 4 des ASIC's 23 ist mit dem Eingang 4 einer Mikro- prozessoreinheit 71 verbunden. Die Ausgänge der Mikroprozes- soreinheit 71 sind mit einer Gegentaktstufe 73 verbunden, die ein Gegentaktsignal GT am Ausgang 73 des Pols J5 ab- gibt.

Die Eingangsschalteinheit besteht aus einem IC 6, dessen Ausgänge 2 und 5 an Erde liegen. Dessen Eingänge 1 und 3 ge- hen an den Pol J4. Zwischen dem Pol J6 und dem Eingang 1 des IC 6 ist ein Kondensator C4 angeordnet. Der Schaltkreis IC6 hat die Typenbezeichnung TLE 4296. Zwischen dem Ausgang 4 und der an Ground (Erde) GND liegenden Verbindung von Pol J6 ist ein Schaltkreis IC5G52 angeordnet, zu der ein Kondensa- tor C2 parallel liegt.

Der Ausgang 1 des ASIC 23 ist über einen Widerstand 3 mit 10 KA auf die Verbindung zwischen dem Ausgang 4 des ASIC 23 und dem. Eingang 4 der Mikroprozessoreinheit 71 geführt.

Die Gegentaktstufe 73 besteht aus einer Umschalteinheit 79, die auf eine Signalanhebungseinheit 77 geführt ist. Die Um- schaltungseinheit 79 ist mit dem Ausgang 7 der Mikroprozes- soreinheit 71 verbunden. Zur Gegentaktstufe gehört darüber hinaus eine Signalherabsetzungseinheit 73, die an den Aus- gang 2 der Mikroprozessoreinheit 71 angeschlossen ist. Aus- gangsseitig ist die Signalanhebungseinheit 77 über einen Wi- derstand 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 a bewegt, steht am Ausgang 72 das in Fig. 10 gezeigte Analogsignal AN1 und am Ausgang 73 das Schaltersignal GT1 an.

Auch hier ist es von Vorteil, dass die erwähnten Bauelemente als zusätzliche Baueinheiten 44 auf der Leiterplatte 35 des Drehwinkelsensors angeordnet sind und von der Gehäuseeinheit umschlossen sind.

Bei einer dritten Ausführungsform gemäß den Fig. 6a und 6b wird der ASIC 24 zur Erzeugung eines Analogsignals AN2 ver- wendet. Der analoge Kanal ist hier genauso aufgebaut wie der analoge Kanal gemäß Fig. 5b. Hierbei sind die Pole J1 und J3

in PIN-Nummern 1/01 und I/03 umbenannt. Die Widerstände R4, die Dioden D1 und die Widerstände R2 sind in gleicher Art und Weise zwischen dem ASIC 22 bzw. 24 und der Mikroprozes- soreinheit 70 bzw. 80 angeordnet.

Vorgesehen ist ein Analog-/Digital-Wandler 82. Er ist ebenso verschaltet wie der Digital-/Analog-Wandler 72. An seinem Ausgang 3 sind in gleicher Weise der Widerstand R1, der Kon- densator Cl, 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 beschal- tet. Ausgangsseitig ist der ASIC 25 mit einer Mikroprozes- soreinheit 81 verbunden, deren Ausgänge mit weiteren Bauele- menten so beschaltet sind, dass am Ausgang 86 und 87 gegen- einander geschaltete Signale G1, G2 abgegeben werden.

Die Eingangsschalteinheit 83 ist ebenso aufgebaut wie die in Fig. 5b gezeigte Eingangsschalteinheit 76.

Hierbei wird wie bereits beschrieben, die Klemme I/04 auf die Eingänge 1 und 3 des IC 6 geführt. Vor ihnen liegt ein Kondensator C4, der auf die Eingänge 2 und 5 des IC 6 ge- führt ist. Die Anschlüsse 2 und 5 sind geerdet. Zwischen den geerdeten Eingängen 2 und 5 und dem Ausgang 4 des IC 6 ist eine Baueinheit IC 5GS2 und ein Kondensator IC 5 angeordnet.

Der Ausgang 4 des IC 6 führt dann vom Kondensator IC 3 auf den Eingang 1 des ASIC 25 und auf den Eingang 5 der Mikro- prozessoreinheit 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 ge- erdet. Zum Einsatz kommt auch hier ein Schaltkreis der Ty- penbezeichnung 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 Ausgangsstufe 85 angeordnet, die mit Erde GNDA verbunden ist und über einen Widerstand R7 sowie eine Induktivität L3 auf die Klemme 1/6, d. h. den Ausgang 87 geführt ist.

Des weiteren ist am Ausgang 3 eine ebenfalls mit Erde ver- bundene 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 Aus- gängen 86 und 87 gegeneinandergeschaltete Signale G1 und G2 abgegeben, wie in Fig. 11 a) und 11 b) dargestellt.

Nimmt das Pealelement 2 den Pedalwinkel a3 ein, wird durch die Breite und den positiven Teil des Analogsignals ANZ ge- mäß Fig. 11 a die Länge der HIGH-Flanke und die Länge der LOW-Flanke bis zum nächsten positiven Teil von ANZ durch die Mikroprozessorsteuereinheit 81 mit Hilfe des Programms und D3 vom Signal GE1 erzeugt. D4 sorgt dann dafür, dass das Ge- gentaktsignal GEZ gemäß Fig. 11 b abgegeben wird.

Bei allen drei Ausbauvarianten wird ein Drehwinkelsensor eingesetzt, der die bereits beschriebenen Signale gemäß Fig.

7 abgibt. Diese Signale werden auf die Motorsteuereinheit übertragen und entsprechend für die Steuerung des Motors verwertet. Von besonderem Vorteil ist, dass der an sich sehr kleine Betätigungswinkel von nur 22° in den linearen Ab- schnitten der ASIC-Ausgangsspannung UE gelegt wird. Hiermit wird gesichert, dass die PWM-Signale, die Analog-Signale, die Schaltersignale GT und die gegeneinander geschalteten Signale GEl'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 umprogram- mierbare Einheiten, wie z. B. ASIC's und Mikroprozessorein- heiten mit Hilfe der PIN-Programmierung über die Flachstek- ker 38 des Drehwinkelsensors justiert werden können. Damit ist es möglich, jeden Sensor so zu justieren und einzustel- len, dass er die gewünschten Signale abgibt.