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Patent Searching and Data


Title:
PEDAL OPERATING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/254368
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pedal operating unit (100) having a brake pedal (102), which is mounted pivotably about a first pivot shaft (106), and a restoring mechanism, the restoring mechanism being designed to apply a restoring force to the brake pedal (102) in the direction of the rest position of the brake pedal when the brake pedal (102) is deflected out of its rest position. The restoring mechanism has at least one first restoring device (110) and one second restoring device (112). According to the invention, an increase in the restoring force is effected, in particular exclusively, by the first restoring device (110) over a first angle range of a pivot of the brake pedal (102) about the first pivot shaft (106), and an increase in the restoring force is effected, in particular exclusively, by the second restoring device (112) over a second angle range of a pivot of the brake pedal (102) about the first pivot shaft (106).

Inventors:
BIBA SEBASTIAN - C/O CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
RÜFFER MANFRED - C/O CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
BISCHOFF ANDREAS - C/O CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
KRÄMER HORST - C/O CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/066706
Publication Date:
December 24, 2020
Filing Date:
June 17, 2020
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
G05G1/44
Foreign References:
DE102011016241A12012-10-11
EP1352772A22003-10-15
FR2730832A11996-08-23
US5868040A1999-02-09
DE102008051316A12010-02-18
DE102012217541A12014-03-27
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Claims:
Patentansprüche

1. Pedalbetätigungseinheit (100) mit einem um eine erste Schwenkachse (106) schwenkbar gelagerten Bremspedal (102) und einem

Rückstellmechanismus, wobei der Rückstellmechanismus dazu ausgebildet ist, bei Auslenkung des Bremspedals (102) aus dessen Ruhelage eine Rückstellkraft auf das Bremspedal (102) in Richtung seiner Ruhelage zu bewirken,

wobei der Rückstellmechanismus wenigstens eine erste (110) und eine zweite Rückstellvorrichtung (112) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass über einen ersten Winkelbereich eines Verschwenkens des Bremspedals (102) um die erste Schwenkachse (106) eine Zunahme der Rückstellkraft, insbesondere ausschließlich, von der ersten Rückstellvorrichtung (110) bewirkt wird und dass über einen zweiten Winkelbereich eines Verschwenkens des Bremspedals (102) um die erste Schwenkachse (106) eine Zunahme der Rückstellkraft, insbesondere ausschließlich, von der zweiten Rückstellvorrichtung (112) bewirkt wird.

2. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückstellvorrichtung (110) eine Torsionsfeder (110) aufweist.

3. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (110) einen ersten Federschenkel (116) und einen zweiten Federschenkel (134) aufweist, wobei bei einer Veränderung des Winkels zwischen dem ersten Federschenkel (116) und dem zweiten Federschenkel (134) aus einer Ruhelage der Federschenkel (116, 134) zueinander die Torsionsfeder (110) eine Rückstellkraft auf die

Federschenkel (116, 134) in Richtung der Ruhelage der Federschenkel (116, 134) bewirkt.

4. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, dass das Bremspedal (102) an einem um eine zweite Schwenkachse (108) schwenkbar gelagerten Flebel (104) angelenkt ist, der bei einem Verschwenken des Bremspedals (102) aus seiner Ruhelage ebenfalls aus seiner Ruhelage um die zweite Schwenkachse (108) verschwenkt wird.

5. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (104) ein Mitnahmeelement (114) aufweist, das dazu ausgebildet ist, in den ersten Federschenkel (116) der Torsionsfeder (112) einzugreifen.

6. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Federschenkel (134) der Torsionsfeder (110) an einer schwenkbar gelagerten Federscheibe (120) abgestützt ist.

7. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (120) um die zweite Schwenkachse (108)

schwenkbar gelagert ist.

8. Pedalbetätigungseinheit (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (120) einen radialen Vorsprung (118) aufweist, wobei das Mitnahmeelement (114) des Hebels (104) nach einem Verschwenken des Hebels (104) um einen definierten Schwenkwinkel in Eingriff mit dem radialen Vorsprung (118) kommt.

9. Pedalbetätigungseinheit (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rückstellvorrichtung (112) eine Spiralfeder (124) und wenigstens ein elastisches Element (122),

insbesondere ein Elastomer, aufweist.

10. Pedalbetätigungseinheit (100) Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die zweite Rückstellvorrichtung (112) verursache Zunahme der Rückstellkraft über einen ersten Kraftbereich nur durch die Spiralfeder (124) und über einen zweiten Kraftbereich durch die Spiralfeder (124) und das elastische Element (122) bewirkt wird.

11. Pedalbetätigungseinheit (100) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rückstellvorrichtung (112) mit einem ersten Ende an der Federscheibe (120) angelenkt ist.

12. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (136) der zweiten Rückstellvorrichtung (112) an der Federscheibe (120) von der zweiten Schwenkachse (108) beabstandet ist.

13. Pedalbetätigungseinheit (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalbetätigungseinheit (100) ein Gehäuse (128) aufweist, wobei die zweite Rückstellvorrichtung (112) mit einem zweiten Ende an dem Gehäuse (128) befestigt ist.

14. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 4 und 13, dadurch

gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (128) ein Anschlagelement (138) angeordnet ist, das eine Bewegung des Flebels (104) in Richtung der durch den Rückstellmechanismus erzeugten Rückstellkraft begrenzt.

15. Pedalbetätigungseinheit (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalbetätigungseinheit (100)

wenigstens eine Sensorvorrichtung (130, 132) aufweist, die dazu

ausgebildet ist, den Grad der Auslenkung des Bremspedals (102) aus dessen Ruhelage zu detektieren.

16. Pedalbetätigungseinheit (100) nach Anspruch 4 und 15, dadurch

gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (130, 132) dazu ausgebildet ist, einen Drehwinkel des Flebels (104) um die zweite Schwenkachse (108) relativ zu dessen Ruhelage zu bestimmen.

17. Pedalbetätigungseinheit (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalbetätigungseinheit (100)

wenigstens einen Kraftsensor (131 ) aufweist, wobei der Kraftsensor (131 ) dazu ausgebildet ist, eine auf das Bremspedal (102) einwirkende Kraft zu detektieren.

Description:
Pedalbetätigungseinheit

Die Erfindung betrifft eine Pedalbetätigungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Stand der Technik bekannte Pedalbetätigungseinheiten sind häufig mit einem Bremspedal-Simulator hydraulisch verbunden, wobei der Bremspedal-Simulator das von einem Fahrzeugführer erwartete Pedalgefühl bei einer Betätigung eines Bremspedals nachbildet. Im Normalbetrieb einer Bremsanlage mit einer solchen Pedalbetätigungseinheit besteht dabei keine direkte hydraulische Verbindung zwischen dem Bremspedal und den Radbremsen an sich. Vielmehr wird der aus einer Betätigung der Pedalbetätigungseinheit abgeleitete Bremsdruck in den Radbremsen durch eine häufig elektromechanische

Druckbereitstellungseinrichtung in Kombination mit einer entsprechenden hydraulischen Ventilschaltung erzeugt.

In einer hydraulischen Rückfallebene kann durch entsprechende Ansteuerung des hydraulischen Bremssystems, bzw. einer entsprechenden Ventilschaltung, eine direkte hydraulische Verbindung zwischen der Pedaleinheit und den Radbremsen hergestellt werden, sodass ein Ausfall der Druckbereitstellungseinrichtung zumindest teilweise kompensiert werden kann.

Für moderne Fahrzeugarchitekturen wird jedoch zunehmend eine reine

„drive-by-wire“ Lösung relevant, bei der keine hydraulische Verbindung mehr zwischen der Pedalbetätigungseinheit und dem hydraulischen Bremssystem besteht. Dabei soll eine solche Pedalbetätigungseinheit einem Fahrzeugführer jedoch nach wie vor das Gefühl eine hydraulischen Bremsanlage vermitteln.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine

Pedalbetätigungseinheit zu schaffen, die ohne hydraulische Verbindung zu dem Bremssystem bei einer Pedalbetätigung einem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremsbetätigungsgefühl bereitstellt. Diese Aufgabe wird mit der Pedalbetätigungseinheit nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Pedalbetätigungseinheit mit einem um eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagerten Bremspedal und einem Rückstellmechanismus, wobei der Rückstellmechanismus dazu ausgebildet ist, bei Auslenkung des Bremspedals aus dessen Ruhelage eine Rückstellkraft auf das Bremspedal in Richtung seiner Ruhelage zu bewirken, wobei der

Rückstellmechanismus wenigstens eine erste und eine zweite Rückstellvorrichtung aufweist. Erfindungsgemäß wird dabei über einen ersten Winkelbereich eines Verschwenkens des Bremspedals um die erste Schwenkachse eine Zunahme der Rückstellkraft, insbesondere ausschließlich, von der ersten Rückstellvorrichtung bewirkt und über einen zweiten Winkelbereich eines Verschwenkens des

Bremspedals um die erste Schwenkachse eine Zunahme der Rückstellkraft, insbesondere ausschließlich, von der zweiten Rückstellvorrichtung bewirkt.

Dabei nimmt vorzugsweise die Rückstellkraft auf das Bremspedal in Richtung seiner Ruhelage mit dem Grad der Auslenkung kontinuierlich zu.

Die erfindungsgemäße Pedalbetätigungseinheit hat dabei den Vorteil, dass sie aufgrund des Wegfalls hydraulischer Verbindungen zum eigentlichen Bremssystem frei im Fußraum eines Fahrzeugs positioniert werden kann. Eine Verbindung aus dem Fußraum des Fahrzeugs zum Motorraum, in dem üblicherweise die

Druckbereitstellungseinrichtung eines Bremssystems angeordnet ist, kann entfallen, da die zu Steuerung des Bremssystems benötigten Signale über andere Wege übermittelt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist dabei die erste Rückstellvorrichtung eine Torsionsfeder auf. Dabei ist die Torsionsfeder vorzugsweise so ausgebildet, dass die Torsionsfeder einen ersten Federschenkel und einen zweiten

Federschenkel aufweist, wobei bei einer Veränderung des Winkels zwischen dem ersten Federschenkel und dem zweiten Federschenkel aus einer Ruhelage der Federschenkel zueinander die Torsionsfeder eine Rückstellkraft auf die

Federschenkel in Richtung der Ruhelage der Federschenkel bewirkt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite

Rückstellvorrichtung eine Spiralfeder und wenigstens ein elastisches Element, insbesondere ein Elastomer, auf.

Eine solche Pedalbetätigungseinheit mit rein mechanischen Rückstellvorrichtungen hat dabei den Vorteil, dass sie aufgrund des Wegfalls hydraulischer Komponenten vollständig wartungsfrei und verschleißfrei ist, insbesondere da keine

Dichtelemente benötigt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die durch die zweite

Rückstellvorrichtung verursache Zunahme der Rückstellkraft über einen ersten Kraftbereich nur durch die Spiralfeder und über einen zweiten Kraftbereich durch die Spiralfeder und das elastische Element bewirkt. Dabei erstreckt sich bevorzugt der erste Kraftbereich über kleinere Kraftwerte als der zweite Kraftbereich.

Auf diese Weise kann durch das Zusammenspiel der beiden Rückstellvorrichtungen eine Rückstellkraft mit einer Kraft-Weg-Kennlinie realisiert werden, die das

Verhalten einer hydraulischen Bremsanlage mit direkt durch das Bremspedal betätigten Radbremsen nachbildet. Durch eine vergleichsweise schwache

Torsionsfeder kann eine zunächst nur leicht mit dem Betätigungsweg ansteigende Charakteristik erzeugt werden, die bei einer klassischen, hydraulischen Bremse jenem Betätigungsbereich entspricht, bei dem zunächst das Lüftspiel der

Radbremsen, also der initiale Abstand zwischen den Reibbelägen und der

Bremsscheibe überwunden wird. Ab dem Überwinden des Lüftspiels steigt die Rückstellkraft bei weiterer Betätigung der Bremse exponentiell an, was der Kompression der Reibbeläge und weiteren Verformungen der Radbremsen, bspw. der Bremssättel geschuldet ist. Dieser Bereich kann durch eine Kombination aus einer Spiralfeder und einem elastischen Element effizient nachgebildet werden. Das elastische Element ist dabei nach einer bevorzugten Ausführungsform innerhalb der Spiralfeder angeordnet, was einen kompakteren Gesamtaufbau ermöglicht.

Insbesondere ist nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die zweite Rückstellvorrichtung in Form eines Federbeins ausgebildet, das nach einer weiteren Ausführungsform zwei Federteller aufweist, zwischen denen die

Spiralfeder angeordnet ist.

Zur Anordnung des elastischen Elements in einem solchen Federbein ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das elastische Element ringförmig oder röhrenförmig ausgebildet ist. Durch eine solche Ausbildung des elastischen Elements kann das elastische Element vorzugweise innerhalb der Spiralfeder und zwischen den Federtellern des Federbeins angeordnet werden, sodass ein kompakter Gesamtaufbau erzielt werden kann.

Vorzugweise wird dabei die durch die zweite Rückstellvorrichtung verursache Zunahme der Rückstellkraft über einen ersten Kraftbereich nur durch die Spiralfeder und über einen zweiten Kraftbereich durch die Spiralfeder und das elastische Element bewirkt. Dabei erstreckt sich bevorzugt der erste Kraftbereich über kleinere Kraftwerte als der zweite Kraftbereich.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bremspedal an einem um eine zweite Schwenkachse schwenkbar gelagerten Flebel angelenkt ist, der bei einem Verschwenken des Bremspedals aus seiner Ruhelage ebenfalls aus seiner Ruhelage um die zweite Schwenkachse verschwenkt wird. Nach einer weiteren Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass der Rückstellmechanismus die Rückstellkraft bei einer Auslenkung des Bremspedals aus dessen Ruhelage auf den Flebel bewirkt. Eine solche Ausführung der Anlenkung des Pedals hat den Vorteil, dass die Schwenkachse des Pedals unabhängig von dem

Rückstellmechanismus gewählt werden kann, was eine größere Freiheit bei der Anlenkung des Pedals und entsprechend eine bessere Anpassbarkeit an die Montagesituation im Fahrzeug gewährleistet. Vorzugsweise sind dabei die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse parallel zueinander ausgerichtet, was die Koppelung der Bewegung des Hebels an die Bewegung des Bremspedals vereinfacht.

Zur Anlenkung der Torsionsfeder als erste Rückstellvorrichtung bei einer Betätigung des Bremspedals ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Hebel ein Mitnahmeelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, in den ersten Federschenkel der Torsionsfeder einzugreifen. Bei dem Mitnahmeelement kann es sich beispielsweise um einen Stift handeln, der parallel zur Schwenkachse des Hebels ausgerichtet ist und aus dem Hebel hervorsteht. Vorzugsweise ist der Stift stoffschlüssig mit dem Hebel verbunden oder einteilig mit diesem ausgeführt.

Als Gegenlager für die Torsionsfeder ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der zweite Federschenkel der Torsionsfeder an einer

schwenkbar gelagerten Federscheibe abgestützt ist. Die Federscheibe ist dabei nach einer bevorzugten Ausführungsform um die zweite Schwenkachse

schwenkbar gelagert. Nach einer weiteren Ausführungsform ist ferner auch die Torsionsfeder auf der zweiten Schwenkachse gelagert.

Um zu gewährleisten, dass die Federscheibe als Gegenlager der Torsionsfeder wirken kann, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die die zweite Rückstellvorrichtung mit einem ersten Ende an der Federscheibe angelenkt ist. Dabei ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Anlenkpunkt der zweiten Rückstellvorrichtung an der Federscheibe von der zweiten Schwenkachse beabstandet. Folglich bewirkt die zweite Rückstellvorrichtung bei einer

Beaufschlagung der Federscheibe mit einem ersten Drehmoment durch die Torsionsfeder ein dem ersten Drehmoment entgegengerichtetes zweites

Drehmoment auf die Federscheibe, das eine Rotation der Federscheibe um die zweite Schwenkachse verhindert. Folglich wird bei einer Betätigung des

Bremspedals zunächst nur eine Rückstellkraft durch die Torsionsfeder

bereitgestellt. Nach einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Federscheibe einen radialen Vorsprung aufweist, wobei das Mitnahmeelement des Hebels nach einem Verschwenken des Hebels um einen definierten Schwenkwinkel in Eingriff mit dem radialen Vorsprung kommt. Ab dem Auftreffen des Mitnahmeelements auf den radialen Vorsprung wird eine weitere Bewegung des Bremspedals nur noch durch die zweite Rückstellvorrichtung in Form des Federbeins mit einer

entsprechenden Rückstellkraft beaufschlagt, womit die Rückstellkraft ab diesem Zeitpunkt spürbar zunimmt. Durch die Lage des radialen Vorsprungs kann demnach festgelegt werden, über welche Bereiche der Schwenkbewegung des Bremspedals welche Rückstellvorrichtung eine Gegenkraft auf das Bremspedal bewirkt, womit die Kraft-Weg-Kennlinie des Aufbaus gezielt einstellbar ist. Dabei weist die

Kraft-Weg-Kennlinie aufgrund des direkten Übergangs von der ersten

Rückstellvorrichtung auf die zweite Rückstellvorrichtung keine Unstetigkeiten auf.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die

Pedalbetätigungseinheit ein Gehäuse aufweist, wobei die zweite

Rückstellvorrichtung mit einem zweiten Ende an dem Gehäuse befestigt ist. Folglich dient das Gehäuse als Gegenlager für die zweite Rückstellvorrichtung, sodass bei einer Betätigung des Bremspedals die zweite Rückstellvorrichtung zwischen der Federscheibe und dem Gehäuse komprimiert wird.

Das Gehäuse dient nach einer weiteren Ausführungsform ferner zur Festlegung der Schwenkachsen, indem die erste Schwenkachse und/oder die zweite

Schwenkachse in dem Gehäuse gelagert ist.

Ferner ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass an dem

Gehäuse ein Anschlagelement angeordnet ist, das eine Bewegung des Hebels in Richtung der durch den Rückstellmechanismus erzeugten Rückstellkraft begrenzt. Folglich wird durch das Anschlagelement die Nullstellung des Bremspedals festgelegt. Das Anschlagelement kann dabei stiftförmig ausgebildet sein und ist mit dem Gehäuse vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, oder einteilig mit dem Gehäuse ausgeführt. Das Gehäuse ist dabei vorzugweise so ausgebildet, dass es die übrigen

Komponenten der Pedalbetätigungseinheit vollständig umschließt, sodass alle beweglichen Teile des mechanischen Aufbaus innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine Blockade des Bremspedals durch in die Mechanik geratene Objekte vermieden werden.

Zur Erfassung eines Bremswunsches durch die Pedalbetätigungseinheit ist nach einer weiteren Ausführungsform ferner vorgesehen, dass die

Pedalbetätigungseinheit wenigstens eine Sensorvorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Grad der Auslenkung des Bremspedals aus dessen Ruhelage zu detektieren. Hierzu ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Drehwinkel des Hebels um die zweite Schwenkachse relativ zu dessen Ruhelage zu bestimmen. Aus dem

Drehwinkel kann wiederum direkt auf einen Bremswunsch des Fahrers geschlossen werden.

Zur Erfassung des Drehwinkels des Hebels um die zweite Schwenkachse ist es nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung auf der zweiten Schwenkachse angeordnet ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die

Pedalbetätigungseinheit wenigstens einen Kraftsensor aufweist, wobei der

Kraftsensor dazu ausgebildet ist, eine auf das Bremspedal einwirkende Kraft zu detektieren. Besonders bevorzugt ist dabei der Kraftsensor direkt im Bremspedal, beispielsweise direkt innerhalb der Trittplatte bzw. unter einer auf der Trittplatte angeordneten Gummibeschichtung, angeordnet, sodass die auf das Bremspedal einwirkende Kraft direkt ermittelt werden kann, also ohne eine vorherige Umlenkung der einwirkenden Kraft durch vorhandene Hebel- und Schwenkmechanismen der Pedalbetätigungseinheit.

Die Verwendung eines solchen Kraftsensors, insbesondere bei Anordnung des Kraftsensors direkt im Bremspedal, hat dabei den Vorteil, dass auch dann noch eine Betätigung der Pedalbetätigungseinheit erfasst werden kann, wenn eine mechanische Fehlfunktion der Pedalmechanik ein Verschwenken des Bremspedals aus einer Ruhelage verhindert.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines solchen Kraftsensors in

Kombination mit einem Sensor zur Erfassung einer linearen Verschiebung des Bremspedals (Wegsensor), sowie mit einem Sensor zur Erfassung eines

Schwenkwinkels eines Hebelarms der Pedalmechanik (Winkelsensor). Aus der Zusammenschau der erfassten Werte für einen Betätigungsweg, einen

Betätigungswinkel und eine Betätigungskraft, können die im Rahmen einer

Betätigung der Pedalbetätigungseinheit erfassten Informationen untereinander plausibilisiert werden, sodass eine Fehlfunktion eines der Sensoren oder ein Defekt der Pedalmechanik erkannt werden kann. So kann beispielsweise eine Fehlfunktion einer der Rückstellvorrichtungen oder beider Rückstellvorrichtungen dazu führen, dass der Wegsensor und der Winkelsensor aufgrund der fehlenden Rückstellkraft und mithin einer nicht mehr stattfindenden Rückstellung des Bremspedals in seine Ruhelage dauerhaft eine maximale Betätigung der Pedalbetätigungseinheit anzeigen, obwohl der Fahrzeugführer das Pedal nicht betätigt. Durch die gleichzeitige Bestimmung der auf das Bremspedal wirkenden Betätigungskraft könnte jedoch zuverlässig ein solcher Defekt erkannt werden, da bei maximaler Auslenkung des Bremspedals keine Betätigungskraft ermittelt würde, was eindeutig auf eine Fehlfunktion der Pedalmechanik hinweist.

Ferner kann aus der Zusammenschau der Informationen auch ein Verschleiß der Elemente der Pedalbetätigungseinheit erkannt werden, wenn die Korrelation der Signale für Betätigungskraft, Betätigungsweg und Betätigungswinkel von einem zu erwartenden Wert abweicht. Auch ein Verklemmen von Elementen der

Pedalmechanik könnte beispielsweise daran erkannt werden, dass im Rahmen einer Pedalbetätigung erfasste Signale zeitlich gegeneinander versetzt sind.

Beispielsweise würde eine zeitliche Verzögerung eines ermittelten

Betätigungsweges relativ zu der ermittelten Betätigungskraft auf ein Verklemmen und mithin ein erhöhtes Losbrechmoment der Pedalmechanik hindeuten. Zusammenfassend kann eine Pedalbetätigungseinheit nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen die nachfolgenden Vorteile aufweisen:

- Die Pedalbetätigungseinheit kann frei im Fußraum eines Fahrzeugs

positioniert werden,

- die Verbindung von Fußraum zu Motorraum kann hinter dem Bremspedal entfallen, da die zur Steuerung der Bremsanlage benötigten Signale über andere Wege übermittelt werden,

- die Pedalbetätigungseinheit ist wartungsfrei, da keine Flüssigkeiten

enthalten sind,

- die Pedalbetätigungseinheit ist verschleißfrei, da keine Dichtelemente vorhanden sind,

- Es sind keine Präzisionsbauteile notwendig, sodass die

Pedalbetätigungseinheit kostengünstig hergestellt werden kann,

- Es ist eine geschlossene Bauweise möglich, sodass keine Pedalblockade auftreten kann,

- Bezüglich der Sensorauswahl und Positionierung der Sensorik kann die Pedalbetätigungseinheit flexibel angepasst werden,

- Die Pedalkennlinie kann auf einfache Art und Weise durch Änderung der Rückstellvorrichtungen angepasst werden,

- Durch die integrierte Gummifeder ist eine kompakte Bauweise möglich,

- Die erzeugte Pedalkennlinie weist aufgrund der Reihenschaltung der Federelemente keine Unstetigkeiten auf,

- Es ist eine Einsatzspezifische Modulbauweise möglich.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer Pedalbetätigungseinheit,

Figur 2 eine Detaildarstellung einer als Federbein ausgebildeten zweiten

Rückstellvorrichtung, Figur 3 eine Detailansicht der Schnittstelle zwischen erste

Rückstellvorrichtung und zweite Rückstellvorrichtung,

Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Pedalbetätigungseinheit,

Figur 5 eine frontale Schnittansicht der Pedalbetätigungseinheit und

Figur 6 eine seitliche Schnittansicht der Pedalbetätigungseinheit.

Im Folgenden werden einander ähnliche oder identische Merkmale mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Pedalbetätigungseinheit 100 mit einem Bremspedal 102, das um eine erste Schwenkachse 106 schwenkbar gelagert ist. Bei dem Bremspedal 102 handelt es sich in dem dargestellten Beispiel um eine Trittplatte, die mit einer Gummierung überzogen ist. Das Bremspedal 102 wird vom Fahrer betätigt. Dadurch wird eine Rotation des Flebels 104 um eine zweite Schwenkachse 108 eingeleitet. Dabei ist an dem Bremspedal 102, insbesondere direkt unter der Gummierung der Trittplatte des Bremspedals 102, ein Kraftsensor 131 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, eine auf das Bremspedal 102 einwirkende Betätigungskraft zu detektieren.

Die gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie der Pedalbetätigungseinheit 100 wird durch eine Reihenschaltung aus der Torsionsfeder 1 10 als erste Rückstellvorrichtung und dem Federbein 1 12 als zweite Rückstellvorrichtung erzielt. Zunächst drückt das Mitnahmeelement 1 14 des Flebels 104 auf einen ersten Federschenkel 1 16 der Torsionsfeder 1 10. Dies ist beispielsweise in der Figur 3 a) gut zu erkennen. Der zweite Federschenkel 134 stützt sich an der Federscheibe 120 ab, die um die zweite Schwenkachse 108 schwenkbar gelagert ist. An der Federscheibe 120 ist ferner das Federbein 1 12 einseitig angelenkt, wobei der entsprechende

Anlenkpunkt 136 von der zweiten Schwenkachse 108 beabstandet ist. Folglich treibt das Federbein 1 12 die Federscheibe 120 in deren Ruhelage. Die Ruhelage ist dabei durch das Anschlagelement 138 festgelegt, das an dem Gehäuse 128 angeordnet ist. Das stiftförmige Anschlagelement 138 kann dabei beispielsweise stoffschlüssig mit dem Gehäuse 128 verbunden, oder einteilig mit dem Gehäuse 128 ausgeführt sein

Nach einem gewissen Weg des Bremspedals 102 und einer entsprechenden Drehung des Hebels 104 um die erste Schwenkachse 106, kommt das

Mitnahmeelement 1 14 in Eingriff mit einem Vorsprung 1 18 der Federscheibe 120, sodass die Kraft von dem Mitnahmeelement 1 14 direkt auf die Federscheibe 120 übertragen wird. Die Torsionsfeder 1 10 trägt dann nicht mehr zu einer Zunahme der erzeugten Rückstellkraft bei. Ab hier ist allein das Federbein 1 12 im Eingriff.

Das Federbein 1 12 ist in Figur 2 im Detail dargestellt. Um die geforderte

Charakteristik einer Progression gegen Ende des Betätigungswegs des

Bremspedals 102 darzustellen ist ein röhrenförmiges elastisches Element 122, vorzugsweise ein Elastomer, in dem Federbein 1 12 eingesetzt und innerhalb der Spiralfeder 124 des Federbeins 1 12 angeordnet. Die Spiralfeder ist wiederum zwischen zwei Federtellern 140 und 142 in axialer Richtung eingespannt. Mit zunehmender Kompression des Federbeins wird das elastische Element 122 von dem Zylinder 126 des Federbeins 1 12 ab einem bestimmten Grad der Kompression gestaucht.

Zur Detektion einer infolge einer Betätigung des Bremspedals 102 stattfindenden Auslenkung des Bremspedals 102 aus dessen Ruhelage, sind an dem Gehäuse 128 der Pedalbetätigungseinheit 100 ein Wegsensor 130 und ein Winkelsensor 132 als Sensorvorrichtungen angeordnet, die eine Rotation einer der Schwenkachsen, vorzugsweise der zweiten Schwenkachse 108, detektieren, oder über einen Mechanismus so an dem Hebel 104 angelenkt sind, dass eine Linearverschiebung des Hebels 104 detektiert werden kann. Die so detektierten elektrischen Signale können dann in einen entsprechenden Betätigungsweg des Bremspedals 102 und mithin einen Fahrerbremswunsch umgerechnet werden. Die Bremsanlage eines Fahrzeugs, in dem die Pedalbetätigungseinheit 100 angeordnet ist, kann dann entsprechend dem detektierten Fahrerbremswunsch angesteuert werden. Die zuvor beschriebene Pedalbetätigungseinheit 100 ist in den Figuren 4, 5 und 6 nochmals in montiertem Zustand in unterschiedlichen Ansichten dargestellt.

Zusammenfassend beruht die Idee der Erfindung auf der Gestaltung einer mechanischen Pedalbetätigungseinheit ohne Hydraulikflüssigkeit. Die Simulation des Pedalgefühls erfolgt über eine Schaltung von Federn zur Darstellung der einer für ein Bremspedal üblichen Kraft-Weg-Kennlinie.