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Patent Searching and Data


Title:
PEDAL FOR A VEHICLE AND SYSTEM FOR A VEHICLE HAVING A PEDAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/152024
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a pedal (4) for a vehicle, comprising a main part (14) for mounting the pedal (4) on a structure of the vehicle, an axis of rotation (16) arranged on the main part (14), a pedal arm (18) arranged on the axis of rotation (16) for rotation about the axis of rotation (16), a force sensor (6) for measuring an actuation force applied to the pedal arm (18), a position sensor (8) for measuring a pedal path travelled by the pedal arm (18), and a pedal emulator (20) mechanically coupled to the pedal arm (18) for generating a counter-force acting oppositely to the actuation force on the pedal arm (18). According to the invention, the force sensor (6) and the position sensor (8) are arranged in the direct region on the axis of rotation (16) to specify a pedal (4) for a vehicle in which a largely electronic pedal (4) is possible while simultaneously ensuring high functional reliability. The invention further relates to a system (2) for a vehicle having a pedal (4) of this type.

Inventors:
BIALASCHIK MARTIN (DE)
LABAHN NILS (DE)
MÜLLER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/051035
Publication Date:
July 30, 2020
Filing Date:
January 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
HELLA GMBH & CO KGAA (DE)
International Classes:
B60T7/04; B60T8/32; B60T8/40
Foreign References:
EP1591331A12005-11-02
US20150070003A12015-03-12
US20180093648A12018-04-05
US20180215368A12018-08-02
DE102007030312A12009-01-02
DE102017122080A12018-04-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Pedal (4) für ein Fahrzeug, umfassend ein Basisteil (14) zur Montage des Pedals (4) an einer Struktur des Fahrzeugs, eine an dem Basisteil (14) ange ordnete Drehachse (16), einen drehbar um die Drehachse (16) an der Dreh achse (16) angeordneten Pedalarm (18), einen Kraftsensor (6) zur Messung einer auf den Pedalarm (18) ausgeübten Betätigungskraft, einen Wegsensor (8) zur Messung eines von dem Pedalarm (18) zurückgelegten Pedalweges und einen mit dem Pedalarm (18) mechanisch gekoppelten Pedalemulator (20) zur Erzeugung einer entgegengesetzt zur Betätigungskraft wirkenden Gegenkraft auf den Pedalarm (18),

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kraftsensor (6) und der Wegsensor (8) jeweils im unmittelbaren Be reich der Drehachse (16), bevorzugt in einem Abstand von kleiner oder gleich dem 5-fachen des Durchmessers der Drehachse (16), besonders be vorzugt in einem Abstand von kleiner oder gleich dem 2-fachen des Durch messers der Drehachse (16), angeordnet sind.

2. Pedal (4) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kraftsensor (6) und/oder der Wegsensor (8) als ein kontaktloser Sensor ausgebildet sind/ist.

3. Pedal (4) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kraftsensor (6) und/oder der Wegsensor (8) als ein induktiver Sen sor ausgebildet sind/ist.

4. Pedal (4) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsensor (8) einen Rotor (26) und einen Stator aufweist, wobei der Rotor (26) an dem Pedalarm (18) und der Stator relativ zu der Dreh achse (16) drehfest im Wirkbereich des Rotors (26) angeordnet ist.

5. Pedal (4) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kraftsensor (6) den Wegsensor (8), einen Rotor (30) und einen Sta tor aufweist, wobei der Rotor (30) an einem an der Drehachse (16) und um die Drehachse (16) drehbar angeordneten und über ein elastisches Element (24) mit dem Pedalarm (18) mechanisch gekoppelten Hebelarm (22) und der Stator relativ zu der Drehachse (16) drehfest im Wirkbereich des Rotors (30) angeordnet ist.

6. Pedal (4) nach Anspruch 5, rückbezogen auf Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stator des Kraftsensors (6) und der Stator des Wegsensors (8) auf einer einzigen Leiterplatte (28) angeordnet sind.

7. Pedal (4) nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das elastische Element (24) als eine Druckfeder oder als ein Torsions stab ausgebildet ist.

8. Pedal nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kraftsensor und/oder der Wegsensor zumindest teilweise redun dant ausgebildet sind/ist.

9. Pedal (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass der Messbereich des Kraftsensors (6) derart auf den Pedalweg des Pe dalarms (18) angepasst ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung von zu einander beweglichen Teilen des Kraftsensors (6) minimiert ist.

10. Pedal nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Pedal mindestens einen weiteren Sensor zur Messung einer von der Bewegung des Pedalarms abhängigen physikalischen Größe aufweist.

11. Pedal nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens einer des mindestens einen weiteren Sensors am oder im Pedalarm angeordnet ist.

12. Pedal nach Anspruch 10 oder 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens einer des mindestens einen weiteren Sensors eine von der Funktionsweise des Kraftsensors und/oder des Wegsensors abweichende Funktionsweise aufweist.

13. Pedal (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Pedal (4) als ein Bremspedal ausgebildet ist.

14. System (2) für ein Fahrzeug, umfassend ein Pedal (4) mit einem Kraftsensor (6) und einem Wegsensor (8), eine Steuerung (10) und mindestens ein Stell glied (12), wobei der Kraftsensor (6), der Wegsensor (8) und das mindestens eine Stellglied (12) mittels Signalübertragungsverbindungen mit der Steue rung (10) in Signalübertragungsverbindung stehen, und wobei das mindes tens eine Stellglied (12) mittels der Steuerung (10) in Abhängigkeit von Aus gangssignalen des Kraftsensors (6) und des Wegsensors (8) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet,

dass das Pedal (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.

15. System (2) nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Signalübertragungsverbindung zwischen der Steuerung (10) auf der einen Seite und dem Kraftsensor (6) und/oder dem Wegsensor (8) auf der anderen Seite redundant ausgebildet ist.

16. System nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuerung zwei voneinander verschiedene Signalverarbeitungsein heiten aufweist, wobei das Ausgangssignal des Kraftsensors und das Aus gangssignal des Wegsensors jeweils gleichzeitig mittels voneinander ver schiedener Signalübertragungsverbindungen an beide Signalverarbeitungs einheiten übertragbar und in diesen verarbeitbar ist.

Description:
Pedal für ein Fahrzeug und System für ein Fahrzeug mit einem Pedal

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pedal für ein Fahrzeug der im Oberbe griff des Anspruchs 1 genannten Art und auf ein System für ein Fahrzeug der im Ober begriff des Anspruchs 14 genannten Art.

Derartige Pedale und Systeme für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in zahl reichen Ausführungsvarianten bereits bekannt.

Beispielsweise ist aus der DE 10 2017 122 080 A1 ein Pedal für ein Fahrzeug be kannt, umfassend ein Basisteil zur Montage des Pedals an einer Struktur des Fahr zeugs, eine an dem Basisteil angeordnete Drehachse, einen drehbar um die Dreh achse an der Drehachse angeordneten Pedalarm, einen Kraftsensor zur Messung ei ner auf den Pedalarm ausgeübten Betätigungskraft, einen Wegsensor zur Messung eines von dem Pedalarm zurückgelegten Pedalweges und einen mit dem Pedalarm mechanisch gekoppelten Pedalemulator zur Erzeugung einer entgegengesetzt zur Be tätigungskraft wirkenden Gegenkraft auf den Pedalarm. Ferner ist aus der DE 10 2017 122 080 A1 ein System für ein Fahrzeug bekannt, umfassend ein derartiges Pedal mit einem Kraftsensor und einem Wegsensor, eine Steuerung und mindestens ein Stell glied, wobei der Kraftsensor, der Wegsensor und das mindestens eine Stellglied mit tels Signalübertragungsverbindungen mit der Steuerung in Signalübertragungsverbin dung stehen, und wobei das mindestens eine Stellglied mittels der Steuerung in Ab hängigkeit von Ausgangssignalen des Kraftsensors und des Wegsensors ansteuerbar ist.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pedal für ein Fahrzeug und ein System für ein Fahrzeug mit einem derartigen Pedal anzugeben, bei denen ein weitgehend elektronisches Pedal bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit ermög licht ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Pedal mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein weitgehend elektronisches Pedal bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit ermöglicht ist. Dies ist dadurch erreicht, dass der Kraftsensor zur Messung einer auf den Pedalarm ausgeüb ten Betätigungskraft und der Wegsensor zur Messung eines von dem Pedalarm zu rückgelegten Pedalweges jeweils im unmittelbaren Bereich der Drehachse des Peda larms, bevorzugt in einem Abstand von kleiner oder gleich dem 5-fachen des Durch messers der Drehachse, besonders bevorzugt in einem Abstand von kleiner oder gleich dem 2-fachen des Durchmessers der Drehachse, angeordnet sind. Flierdurch ist zum einen eine höhere Dynamik der Kraftmessung erzielt und zum anderen der Einfluss von Reibung auf die Kraftmessung und die Wegmessung reduziert.

Grundsätzlich sind der Kraftsensor und der Wegsensor nach Art, Funktionsweise, Ma terial, Dimensionierung, Anordnung und Anzahl in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Pedals sieht vor, dass der Kraftsensor und/oder der Wegsensor als ein kontaktloser Sensor ausgebildet sind/ist. Auf diese Weise ist der Einfluss von Reibung auf die Kraftmes sung und/oder die Wegmessung weiter reduziert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Pedals sieht vor, dass der Kraftsensor und/oder der Wegsensor als ein indukti ver Sensor ausgebildet sind/ist. Hierdurch ist der kontaktlose Kraftsensor und/oder Wegsensor auf konstruktiv einfache Weise realisiert. Ferner ist Induktivsensorik sehr präzise, so dass eine qualitativ hochwertige Kraft- und/oder Wegmessung ermöglicht ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Pedals sieht vor, dass der Wegsensor einen Rotor und einen Stator auf weist, wobei der Rotor an dem Pedalarm und der Stator relativ zu der Drehachse drehfest im Wirkbereich des Rotors angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Anordnung des Wegsensors im unmittelbaren Bereich der Drehachse auf konstruktiv besonders einfache Weise ermöglicht. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Stator des Weg sensors unmittelbar an der Drehachse befestigt ist.

Analog dazu sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pedals vor, dass der Kraftsensor den Wegsensor gemäß der letztgenannten Ausführungsform, einen Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Rotor an einem an der Drehachse und um die Drehachse drehbar angeordneten und über ein elastisches Element mit dem Pedalarm mechanisch gekoppelten Hebelarm und der Stator relativ zu der Drehachse drehfest im Wirkbereich des Rotors angeord net ist. Hierdurch ist die Anordnung des Kraftsensors im unmittelbaren Bereich der Drehachse, analog zu dem Wegsensor, auf konstruktiv besonders einfache Weise re alisiert. Entsprechend ist es möglich, dass der Stator des Kraftsensors, analog zu dem Wegsensor, ebenfalls unmittelbar an der Drehachse befestigt ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform, rück bezogen auf Anspruch 4, sieht vor, dass der Stator des Kraftsensors und der Stator des Wegsensors auf einer einzigen Leiterplatte angeordnet sind. Auf diese Weise ist der konstruktive Aufbau vereinfacht und eine insgesamt platzsparende Bauform er möglicht.

Grundsätzlich ist die mechanische Kopplung des Hebelarms mit dem Pedalarm mittels des elastischen Elements nach Art, Funktionsweise, Material, Dimensionierung, An ordnung und Anzahl in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Eine vorteilhafte Wei terbildung des erfindungsgemäßen Pedals, rückbezogen auf Anspruch 5, sieht vor, dass das elastische Element als eine Druckfeder oder als ein Torsionsstab ausgebil det ist. In Verbindung mit einer mechanischen Kopplung des Pedalemulators an den Hebelarm zwecks Kraftübertragung von dem Pedalemulator auf den Pedalarm hat die Verwendung eines Torsionsstabes beispielsweise den Vorteil, dass das erfindungsge mäße Pedal weitgehend oder im Wesentlichen querkraftfrei ausbildbar ist. Jedoch sind auch andere Ausführungsformen des elastischen Elements denkbar.

Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Pedals sieht vor, dass der Kraftsensor und/oder der Wegsensor zumindest teilweise redun dant ausgebildet sind/ist. Hierdurch ist die Qualität der Kraftmessung und/oder der Wegmessung weiter verbessert und etwaige Fehlfunktionen sind zum einen leichter detektierbar. Zum anderen ist eine sichere Funktion des Pedals bei einem Fehler in einem der Kraftsensoren und/oder Wegsensoren mittels des fehlerfreien Kraftsensors und/oder Wegsensor weitergegeben.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Pedals sieht vor, dass der Messbereich des Kraftsensors derart auf den Pedalweg des Pedalarms angepasst ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung von zueinander beweglichen Teilen des Kraftsensors minimiert ist. Auf diese Weise ist der Einfluss von Reibung und Dämp fung bei dem Kraftsensor auf ein Minimum reduziert. Eine möglichst von Reibung und Dämpfung freie Messung ist insbesondere für die Qualität bei der Messung mit dem Kraftsensor entscheidend.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Pedals sieht vor, dass das Pedal mindestens einen weiteren Sensor zur Messung einer von der Bewegung des Pedalarms abhängigen physikalischen Größe aufweist. Hierdurch ist die mess technische Erfassung der Bewegung des Pedalarms zusätzlich verbessert, so dass beispielsweise die Qualität der Kraftmessung mittels des Kraftsensors und/oder die Qualität der Wegmessung mittels des Wegsensors durch den mindestens einen weite ren Sensor weiter verbessert ist. Dabei ist die Ausbildung des mindestens einen wei teren Sensors als ein redundanter Kraftsensor und/oder Wegsensor denkbar, aber nicht zwingend. Grundsätzlich ist der mindestens eine weitere Sensor nach Art, Funktionsweise, Mate rial, Dimensionierung, Anordnung und Anzahl in weiten geeigneten Grenzen frei wähl bar. Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Pedals sieht vor, dass mindestens einer des mindestens einen weite ren Sensors am oder im Pedalarm angeordnet ist. Auf diese Weise ist zum einen der konstruktive Aufbau vereinfacht. Zum anderen ist damit eine im Wesentlichen direkte Wirkverbindung von dem Pedalarm auf der einen Seite und diesem weiteren Sensor auf der anderen Seite ermöglicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der beiden letztgenannten Ausführungsformen des er findungsgemäßen Pedals sieht vor, dass mindestens einer des mindestens einen wei teren Sensors eine von der Funktionsweise des Kraftsensors und/oder des Weg sensors abweichende Funktionsweise aufweist. Flierdurch ist beispielsweise bei einer Ausbildung des mindestens einen weiteren Sensors als zu dem Kraftsensor und/oder dem Wegsensor redundanter Sensor nicht lediglich eine Redundanz nach der Anzahl, sondern auch eine Redundanz nach dem Funktionsprinzip des jeweiligen Sensors er möglicht.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Pedal in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Beispielsweise ist die Erfindung vorteilhaft bei einer Vielzahl von denkbaren Pedalen einsetzbar, bei denen höhere Anforderungen an die Funktionssicherheit ge stellt sind. Insbesondere vorteilhaft ist die Erfindung deshalb bei als Bremspedalen ausgebildeten Pedalen einsetzbar.

Analog zu den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Pedals hinsichtlich der Re dundanz sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems vor, dass die Signalübertragungsverbindung zwischen der Steuerung auf der einen Seite und dem Kraftsensor und/oder dem Wegsensor auf der anderen Seite redundant aus gebildet ist. In Weiterführung der vorgenannten Weiterbildung sieht eine weitere vorteilhafte Wei terbildung vor, dass die Steuerung zwei voneinander verschiedene Signalverarbei tungseinheiten aufweist, wobei das Ausgangssignal des Kraftsensors und das Aus gangssignal des Wegsensors jeweils gleichzeitig mittels voneinander verschiedener Signalübertragungsverbindungen an beide Signalverarbeitungseinheiten übertragbar und in diesen verarbeitbar ist.

Auf diese Weise ist auch in der Signalübermittlung und/oder in der Signalverarbeitung eine Redundanz realisiert, so dass zum einen das Vorliegen eines Fehlers in der Sig nalübermittlung und/oder der Signalverarbeitung leichter detektierbar und zum ande ren auch bei teilweise fehlerhaften Signalübertragungsverbindungen und/oder bei teil weise fehlerhaften Signalverarbeitungseinheiten die Funktionssicherheit des erfin dungsgemäßen Systems gewährleistet ist. Beispielsweise ist mittels des erfindungs gemäßen Systems gemäß der vorliegenden Weiterbildung eine sogenannte Gleich laufüberwachung realisierbar, mittels der die Korrektheit von Signalen von dem Krafts ensor und/oder dem Wegsensor überprüfbar ist.

Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfol gend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems mit einem erfin dungsgemäßen Pedal in einer teilweisen Seitenansicht.

Fig. 2 Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in teilweiser Darstellung in einer Fron talansicht.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems mit einem erfin dungsgemäßen Pedal in einer Seitenansicht dargestellt. Das System 2 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug umfasst ein Pedal 4 mit einem Kraftsensor 6 und einem Wegsensor 8, eine Steuerung 10 und mindestens ein Stellglied 12, wobei der Krafts ensor 6, der Wegsensor 8 und das mindestens eine Stellglied 12 mittels Signalüber tragungsverbindungen mit der Steuerung 10 in Signalübertragungsverbindung stehen, und wobei das mindestens eine Stellglied 12 mittels der Steuerung 10 in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Kraftsensors 6 und des Wegsensors 8 des Pedals 4 an steuerbar ist. Um etwaige Fehler in der Signalübertragungsverbindung wie auch in der Signalverarbeitung von Ausgangssignalen des Kraftsensors 6 und des Wegsensors 8 des Pedals 4 sicher detektieren zu können und die Funktionssicherheit des Pedals 4 selbst bei einem teilweisen Ausfall der Signalübertragungsverbindungen und/oder der Signalverarbeitung zu gewährleisten, weist die Steuerung 10 zwei voneinander ver schiedene Signalverarbeitungseinheiten auf, wobei das Ausgangssignal des Krafts ensors 6 und das Ausgangssignal des Wegsensors 8 jeweils gleichzeitig mittels vonei nander verschiedener Signalübertragungsverbindungen an beide Signalverarbeitungs einheiten übertragbar und in diesen verarbeitbar sind. In den Fig. 1 und 2 sind die voneinander verschiedenen Signalübertragungsverbindungen sowie die voneinander verschiedenen Signalverarbeitungseinheiten der Steuerung 10 nicht dargestellt.

Bei dem Pedal 4 handelt es sich um ein Bremspedal des Fahrzeugs und bei dem min destens einen Stellglied 12 um die Bremsen des Fahrzeugs. Das Pedal 4 umfasst ein Basisteil 14 zur Montage des Pedals 4 an einer nicht dargestellten Struktur des Fahr zeugs, eine an dem Basisteil 14 angeordnete Drehachse 16, einen drehbar um die Drehachse 16 an der Drehachse 16 angeordneten Pedalarm 18, den oben genannten Kraftsensor 6 zur Messung einer auf den Pedalarm 18 ausgeübten Betätigungskraft, den oben genannten Wegsensor 8 zur Messung eines von dem Pedalarm 18 zurück gelegten Pedalweges und einen mit dem Pedalarm 18 mechanisch gekoppelten Pe dalemulator 20 zur Erzeugung einer entgegengesetzt zur Betätigungskraft wirkenden Gegenkraft auf den Pedalarm 18.

Der Pedalemulator 20 zur Erzeugung einer entgegengesetzt zur Betätigungskraft wir kenden Gegenkraft auf den Pedalarm 18 ist mittels eines Flebelarms 22 und eines als Druckfeder ausgebildeten elastischen Elements 24 mit dem Pedalarm 18 mechanisch gekoppelt, wobei der Pedalemulator 20 gelenkig mit dem Flebelarm 22 verbunden ist, und wobei der Flebelarm 22 drehbar an der Drehachse 16 angeordnet ist. Der Kraftsensor 6 und der Wegsensor 8 sind jeweils als ein kontaktloser Sensor, näm lich jeweils als ein induktiver Sensor ausgebildet. Der Wegsensor 8 weist einen dreh test an dem Pedalarm 18 angeordneten Rotor 26 und einen auf einer in dem Wirkbe reich des Rotors 26 relativ zu der Drehachse 16 drehtest angeordneten Leiterplatte 28 und als nicht dargestellte Statorstrukturen ausgebildeten Stator auf. Der Kraftsensor 6 weist zusätzlich zu dem oben erläuterten Wegsensor 8 einen drehtest an dem Hebel arm 22 angeordneten Rotor 30 und einen auf der in dem Wirkbereich des Rotors 30 relativ zu der Drehachse 16 drehtest angeordneten Leiterplatte 28 und als nicht darge stellte Statorstrukturen ausgebildeten Stator auf. Somit ist dem Kraftsensor 6 nicht le diglich der Rotor 30, sondern auch der Rotor 26 und der Stator des Wegsensors 8 funktional zugeordnet, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Der Messbereich des Kraftsensors 6 ist dabei derart auf den Pedalweg des Pedalarms 18 angepasst ausgebildet, dass eine Relativbewegung von zueinander beweglichen Teilen des Kraftsensors 6 minimiert ist.

Somit sind der Kraftsensor 6 und der Wegsensor 8 jeweils im unmittelbaren Bereich der Drehachse 16 angeordnet; siehe hierzu auch Fig. 2. Bevorzugt sind der Krafts ensor 6 und der Wegsensor 8 jeweils in einem Abstand von kleiner oder gleich dem 5- fachen des Durchmessers der Drehachse 16, besonders bevorzugt in einem Abstand von kleiner oder gleich dem 2-fachen des Durchmessers der Drehachse 16 um die Drehachse 16 angeordnet.

Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 in einer teil weisen Darstellung in einer Frontalansicht. Deutlich zu erkennen ist die Anordnung des Kraftsensors 6 und des Wegsensors 8 des Pedals 4 jeweils im unmittelbaren Be reich der Drehachse 16 des Basisteils 14. Hierdurch ist zum einen eine höhere Dyna mik der Kraftmessung erzielt und zum anderen der Einfluss von Reibung auf die Kraft messung und die Wegmessung reduziert.

Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Pedals sowie des erfindungsgemäßen Systems mit dem erfindungsgemäßen Pedal gemäß dem vorlie genden Ausführungsbeispiel und anhand der Fig. 1 bis 2 näher erläutert. Ein Benutzer des Fahrzeugs, beispielsweise der Fahrzeugführer des Fahrzeugs, möchte das Fahrzeug abbremsen und drückt mit einem Fuß auf den Pedalarm 18, so dass sich der Pedalarm 18 in der Bildebene von Fig. 1 im Uhrzeigersinn um die Dreh achse 16 des Basisteils 14 dreht und dadurch von einer Ruhelage in eine Betäti gungslage überführt wird. Diese Bewegung des Pedalarms 18 mittels einer durch den Benutzer auf den Pedalarm 18 ausgeübten Betätigungskraft erfolgt entgegen der Ge genkraft des Pedalemulators 20, der mittels des Flebelarms 22 und des elastischen Elements 24 mit dem Pedalarm 18 mechanisch gekoppelt ist. Mittels des Pedalemula tors 20 kann eine Haptik eines konventionellen mechanischen Pedals emuliert wer den, so dass der Benutzer des Fahrzeugs im Wesentlichen den haptischen Eindruck wie bei einem konventionellen mechanischen Pedal vermittelt bekommt.

Entsprechend drückt der Benutzer bei der oben genannten Betätigung des Pedalarms 18 nicht lediglich den Pedalarm 18 herunter, sondern er drückt mittels der Druckfeder 24 auch den Flebelarm 22 herunter, so dass der Flebelarm 22 ebenfalls in der Bild ebene von Fig. 1 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 16 des Basisteils 14 gedreht wird. Der Benutzer ist in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt.

Der von dem Pedalarm 18 bei dessen Drehung um die Drehachse 16 zurückgelegte Pedalweg wird von dem Wegsensor 8, nämlich dem an dem Pedalarm 18 drehfest an geordneten Rotor 26 und der auf der Leiterplatte 28 angeordneten Statorstruktur des Wegsensors 8, erfasst und in ein Ausgangssignal des Wegsensors 8 umgewandelt. Dieses Ausgangssignal des Wegsensors 8 wird dann mittels der oben genannten von einander verschiedenen Signalübertragungsverbindungen an die voneinander ver schiedenen Signalverarbeitungseinheiten der Steuerung 10 übertragen.

Die bei der Betätigung des Pedalarms 18 auf diesen ausgeübte Kraft wird von dem Kraftsensor 6, nämlich dem an dem Pedalarm 18 drehfest angeordneten Rotor 26 und der auf der Leiterplatte 28 angeordneten Statorstruktur des Wegsensors 8 sowie dem an dem Hebelarm 22 drehfest angeordneten Rotor 30 und der auf der Leiterplatte 28 angeordneten Statorstruktur des Kraftsensors 6, erfasst und in ein Ausgangssignal des Kraftsensors 6 umgewandelt. Dieses Ausgangssignal des Kraftsensors 6 wird dann mittels der oben genannten voneinander verschiedenen Signalübertragungsver bindungen an die voneinander verschiedenen Signalverarbeitungseinheiten der Steu erung 10 übertragen. Der Kraftsensor 6 nutzt eine Differenzbetrachtung der Drehbe wegung des Rotors 26 und der Drehbewegung des Rotors 30.

Beide Ausgangssignale, nämlich das Ausgangssignal des Kraftsensors 6 auf der ei nen Seite und das Ausgangssignal des Wegsensors 8 auf der anderen Seite, werden somit jeweils in beiden voneinander verschiedenen Signalverarbeitungseinheiten der Steuerung 10 ausgewertet. Beispielsweise werden die Ausgangssignale des Krafts ensors 6, die in beiden Signalverarbeitungseinheiten der Steuerung 10 ausgewertet werden, und die Ausgangssignale des Wegensors 8, die in beiden Signalverarbei tungseinheiten der Steuerung 10 ausgewertet werden, jeweils miteinander verglichen. Mittels dieser Gleichlaufüberwachung kann die Korrektheit der Ausgangssignale des Kraftsensors 6 auf der einen Seite und des Wegsensors 8 auf der anderen Seite über prüft werden.

Übt der Benutzer keine Betätigungskraft mehr auf den Pedalarm 18 des Pedals 4 auf, so wird der Pedalarm 18 mittels des elastischen Elements 24 in der Bildebene von Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 16 gedreht und in dessen Ruhelage überführt. Ferner ist es vorteilhaft und bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vor gesehen, dass der Pedalemulator 20 einen wesentlichen Teil der Rückführung des Pedalarms 18 in dessen Ruhelage mittels des Flebelarms 22 vornimmt, zumindest je doch unterstützt.

Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispiels weise ist die Erfindung auch bei anderen Pedalen für Fahrzeuge vorteilhaft einsetzbar, unabhängig davon, ob die Pedale als stehende Pedale oder als hängende Pedale ausgebildet sind. Der Kraftsensor und der Wegsensor sind jeweils in weiten geeigne ten Grenzen frei wählbar und weder auf induktive Sensoren noch auf kontaktlose Sen soren begrenzt. Anstelle einer einzigen Leiterplatte können auch mehrere Leiterplat ten mit Statorstrukturen für den Kraftsensor und den Wegsensor vorgesehen sein. Beispielsweise könnte für den Stator des Kraftsensors und für den Stator des Weg sensors jeweils eine eigene Leiterplatte eingesetzt werden. Das elastische Element zwischen dem Hebelarm auf der einen Seite und dem Pedalarm auf der anderen Seite ist ebenfalls in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar und nicht auf Federn, bei spielsweise Druckfedern, beschränkt. Beispielsweise können andere Ausführungsfor men auch ein als Torsionsstab ausgebildetes elastisches Element vorsehen. Der Pe dalemulator muss ebenfalls nicht zwingend an dem Hebelarm angeordnet sein.

Um die Funktionssicherheit weiter zu verbessern kann bei anderen Ausführungsfor men der Erfindung der Kraftsensor und/oder der Wegsensor zumindest teilweise re dundant ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, dass das Pedal mindestens einen wei teren Sensor zur Messung einer von der Bewegung des Pedalarms abhängigen physi kalischen Größe aufweist. Beispielsweise kann dieser mindestens eine weitere Sen sor am oder im Pedalarm angeordnet sein. Vorteilhafterweise weist der mindestens einer des mindestens einen weiteren Sensors eine von der Funktionsweise des Kraft sensors und/oder des Wegsensors abweichende Funktionsweise auf.

Bezugszeichenliste

2 System für ein Fahrzeug, mit einem Pedal 4

4 Pedal für ein Fahrzeug, als Bremspedal ausgebildet

6 Kraftsensor des Pedals 4

8 Wegsensor des Pedals 4

10 Steuerung des Systems 2

12 Stellglied des Systems 2, als Bremse ausgebildet

14 Basisteil des Pedals 4

16 Drehachse des Basisteils 14

18 Pedalarm des Pedals 4

20 Pedalemulator des Pedals 4

22 Flebelarm des Pedals 4

24 Elastisches Element, als Druckfeder ausgebildet

26 Rotor des Wegsensors 8

28 Leiterplatte

30 Rotor des Kraftsensors 6