Pedal mit adaptiver Kraftrückkopplung und Schneckenantrieb

Die Erfindung betrifft ein Pedal mit adaptiver Kraftrückkopplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Pedale in Fahrzeugen, insbesondere das Gaspedal, werden zunehmend mit einem Aktor versehen, um dem Fahrer des Fahrzeuges ein optisch wahrnehmbare Signal bei bestimmten Verkehrssituationen, beispielsweise dem Unterschreiten eines Mindestabstandes oder einem anstehenden Gangwechsel oder einer unökonomischen Fahrweise, beispielsweise dem Abweichen von einem optimalen Geschwindigkeit-oder Drehmomenten Bereich zu signalisieren.

Dazu werden Pedale mit adaptiver Kraftrückkopplung, so genannte „Force-Feedback- Pedale", wie beispielsweise in der EP 1375233 B1 oder DE 10 2009 041 361 A1 , üblicherweise mit Aktoren versehen, welche auf Basis von rotierenden Elektromotoren oder aber elektromagnetischen Linearantrieben arbeiten. Solche Aktoren ermöglichen eine gezielte Steuerung der Gegenkraft-Kennlinie, sind jedoch entsprechend aufwendig, teuer und weisen einen nicht unerheblichen Stromverbrauch auf.

Aus der DE 10250456 A1 ist darüber hinaus ein Pedal mit adaptiver Kraftrückkopplung zu entnehmen, bei welchem ein Schneckenantrieb für die Positionierung eines Anschlags verwendet wird, wobei der Anschlag direkt und nicht über eine Rückstellfeder mit dem Stößel des Aktors verbunden ist und daher bei Aktivierung einen harten Kraftsprung am Pedal bewirkt.

Aus der DE 23 35 445 A1 ist zudem ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur adaptiven Kraftrückkopplung an einem Pedal zu entnehmen, bei welchem zwischen Stößel und einem Gegenanschlag eine Rückstellfeder vorgespannt angeordnet ist, wobei der Gegenanschlag über einen Spindelantrieb linear verstellbar ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Pedal vorzustellen, welcher kostengünstig zu realisieren ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass der Gegenanschlag für die Rückstellfeder über einen selbsthemmenden Schneckenantrieb in seiner Position über einen vorgegebenen Verstellweg hin verstellbar ist. Durch die Selbsthemmung des Schneckenantriebs kann die erforderliche Rückstellkraft jederzeit aufgebracht werden, durch Verstellung des Schneckenantriebs die Position des Anschlags aber eben entsprechend verändert werden.

Vorzugsweise ist in einer Ausgestaltung der Stößel auf einem 1. Hebelelement und der Gegenanschlag für die Rückstellfeder auf einem 2. Hebelelement jeweils drehbar um eine gemeinsame Drehachse angeordnet. Am zweiten Hebelelement ist eine Zahnreihe in einer Bogenform angeordnet, wobei sich wiederum zumindest ein Zahn in Eingriff mit dem Schneckenantrieb befindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt zunächst die Ausgestaltung mit den Hebelelementen 1 und 2 angeordnet drehbar auf einer gemeinsamen Drehachse 23, welche außerdem die Drehachse für den Pedalhebel 34 sein kann, jedoch nicht sein muss.

Zwischen dem ersten Hebelelement 1 und dem zweiten Hebelelement 2 ist zumindest die erste Rückstellfeder (F1 ) angeordnet, wobei als Gegenanschlag für die Rückstellfeder F1 am Hebelelement 2 ein entsprechender Anschlag 22 ausgestaltet ist.

Am ersten Hebelelement (1 ) ist der Stößel (1 1 ) als Kontaktbereich zum Pedalhebel (34) ausgebildet und wird der Stößel 1 1 vorzugsweise über die Rückstellfeder F1 immer in Kontakt mit dem Pedalhebel 34 gehalten. Über die Verzahnung des Schneckenantriebes wird die Verspannung gehalten und ggfs. erhöht bzw. durch Aktivierung des Schneckenantriebs auch in die Kontaktposition bwz. Eine gewünschte Verspannung verfahren werden.

Am zweiten Hebelelement (2) ist die Zahnreihe (25) Bogen förmlich an der Stirnfläche des Hebelelements 2 angeordnet, wobei sich zumindest ein Zahn in Eingriff mit dem Schneckengetriebe (51 ) befindet. Das Schneckengetriebe 51 wird über eine Welle vom Motor 52 aus im Bedarfsfalle angetrieben, wobei die Welle vorzugsweise beidseitig des Schneckenantriebs 51 in Gleitlagern gelagert ist.

In der hier gezeigten bevorzugten Ausgestaltung ist zudem am 2. Hebelelement 2 ein Anschlag 26 für die Wegbegrenzung des 1. Hebelelement 1 vorgesehen und für die Aufnahme dieses Anschlags 26 am 1. Hebelelement 1 eine entsprechende Aussparung 16 geschaffen.