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Title:
MOTOR VEHICLE PEDAL WITH A MEANS FOR DETECTING A PEDAL ARM BREAKAGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/110496
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a motor vehicle pedal comprising a footplate (3) and comprising a pedal arm (2) to which the footplate (3) is attached, comprising a holder (1) on which the pedal arm (2) is pivotably mounted, wherein the motor vehicle pedal has a means for detecting a pedal arm break, wherein said means comprises a first electrical conductor loop (5) that is guided from at least one region of the pedal arm (2) adjacent to the holder (1) to a region of the pedal arm (2) adjacent to the pedal plate (3) and from there back to the region of the pedal arm (2) adjacent to the holder (1).

Inventors:
ROGERT STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/084424
Publication Date:
June 22, 2023
Filing Date:
December 05, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HELLA GMBH & CO KGAA (DE)
International Classes:
B60T7/04; G05G1/50; G05G1/44
Foreign References:
DE102008003296B42016-04-28
EP0909955B12009-09-23
DE19900104A11999-07-29
EP3249634A12017-11-29
DE102014220470A12016-04-14
DE102008003296B42016-04-28
EP0909955B12009-09-23
Attorney, Agent or Firm:
BRINGEMEIER, Ulrich (DE)
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Claims:
Patentansprüche 1. Kraftfahrzeugpedal mit einer Fußplatte (3), mit einem Pedalarm (2), an dem die Fußplatte (3) befestigt ist, mit einem Halter (1), an dem der Pedalarm (2) schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugpedal ein Mittel zur Erkennung eines Pedalarmbruchs auf- weist, wobei das Mittel eine erste elektrische Leiterschleife (5) aufweist, die zumindest von einem dem Halter (1) benachbarten Bereich des Pedalarms (2) zu einem der Pedalplatte (3) benachbarten Bereich des Pedalarms (2) und von dort wieder zu dem dem Halter (1) benachbarten Bereich des Pe- dalarms (2) geführt ist. 2. Kraftfahrzeugpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalarm ganz oder teilweise aus Kunststoff besteht. 3. Kraftfahrzeugpedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterschleife (5) aus einem Draht oder einer Litze gebildet ist. 4. Kraftfahrzeugpedal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht oder die Litze von dem Material des Pedalarms (2) zumindest in we- nigstens einem Abschnitt der ersten Leiterschleife (5) eingebettet ist, insbe- sondere von dem Material des Pedalarms (2) umspritzt ist. 5. Kraftfahrzeugpedal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterschleife (5) eine Beschichtung des Pedalarms (2) aus einem lei- tenden Material ist oder eine Beschichtung auf einer Flexleiterplatte ist, die in oder an dem Pedalarm angeordnet ist.

6. Kraftfahrzeugpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Mittel zur Erkennung eines Pedalarmbruchs eine elektri- sche Auswerteeinheit aufweist, an die die erste Leiterschleife (5) ange- schlossen ist oder die induktive mit der ersten Leiterschleife (5) gekoppelt ist. 7. Kraftfahrzeugpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Kraftfahrzeugpedal einen induktiven Drehwinkelsensor zur Feststellung des Schwenkwinkels des Pedalarms aufweist, wobei der Drehwinkelsensor einen Rotor (4) und einen Stator aus je einer weiteren Leiterschleife aufweist, und entweder der Rotor (4) oder der Stator an oder in dem Pedalarm (2) befestigt ist. 8. Kraftfahrzeugpedal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkelsensor eine elektronische Auswerteeinheit hat, an die die Leiter- schleife des Stators angeschlossen ist. 9. Kraftfahrzeugpedal nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Leiterschleife (4) an oder in dem Pedalarm (2) mit der ersten Leiterschleife (5) einen Stromkreis bildet. 10. Kraftfahrzeugpedal nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Auswerteeinheit des Mittels zur Erkennung eines Peda- larmbruchs und die Auswerteeinheit des Drehwinkelsensors eine gemein- same Auswerteeinheit bilden.

Description:
Kraftfahrzeugpedal mit einem Mittel zur Erkennung eines Pedalarmbruchs Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugpedal mit einer Fußplatte, mit einem Pedalarm, an dem die Fußplatte befestigt ist, mit einem Halter, an dem der Pedalarm schwenk- bar gelagert ist. Aus dem Dokument DE 102008003296 B4 ist ein Fahrpedal bekannt, das einen aus Kunststoff gefertigten Pedalarm aufweist. Bei Fahrpedalen besteht der Pedalarm, an dem die Fußplatte, auch Trittplatte ge- nannt, angeordnet ist, typischerweise aus Kunststoff. Im Gegensatz zu Fahrpedalen werden auf Bremspedale insbesondere bei Vollbremsungen in Notsituationen vom Fahrer sehr große Kräfte ausgeübt. Bei Brempedal-Pedalarmen aus Kunststoff be- steht dann die Gefahr, dass die Pedalarme vollständig oder teilweise brechen. Ein vollständiger Bruch stellt dabei das geringere Gefahrenpotential dar, da man einen solchen vollständigen Bruch des Bremspedals sehr wahrscheinlich schnell bemerkt. Gefährlicher ist aber ein nur teilweiser Bruch, der nicht bemerkt wird und die Funkti- onsfähigkeit der Bremse bei leichten Bremsmanövern nicht beeinträchtigt. Kommt es allerdings zu einer kräftigen Bremsung, kann durch ein Versagen des Bremspedals die Bremse ausfallen. Bei Bremspedalen sind daher aus Sicherheitsgründen Pedal- arme aus Metall, insbesondere Stahl vorgesehen, da die Bruchgefahr gegenüber ei- nem Pedalarm aus Kunststoff nahezu vollständig ausgeschlossen werden kann. Die einschlägigen Sicherheitsvorschriften würden jedoch wohl auch einen Pedalarm aus Kunststoff zulassen, wenn ein Bruch des Pedalarms bemerkt werden kann. Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeugpedal vorzuschlagen, bei welchem ein Bruch des Pedalarms, auch ein unvollständiger Bruch, bemerkt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kraftfahrzeugpedal ein Mittel zur Erkennung eines Pedalarmbruchs aufweist, wobei das Mittel eine erste elektrische Leiterschleife aufweist, die zumindest von einem dem Halter benachbarten Bereich zu einem der Pedalplatte benachbarten Bereich und von dort wieder zu dem dem Halter benachbarten Bereich geführt ist. Es kann vorgesehen sein, den für die erste Leiterschleife verwendeten Leiter über der gesamten Länge vorzusehen. Ein Bruch des Pedalarms führt auch zu einem Bruch des Leiters, was elektrisch detektiert werden kann. Der Pedalarm kann ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen. Grundsätzlich kann das Mittel zur Erkennung eines Pedalarmbruchs aber auch in einem Pedal mit einem Pedalarm ganz oder teilweise aus einem anderen Material, zum Beispiel aus Metall oder aus einem Verbundwerkstoff vorgesehen sein. Es ist möglich, dass die erste Leiterschleife aus einem Draht oder einer Litze gebildet ist. In zumindest wenigstens einem Abschnitt der ersten Leiterschleife kann der Draht oder die Litze, die die erste Leiterschleife bildet, in dem Material des Pedalarms einge- bettet sein. Es ist insbesondere möglich, dass der Pedalarm ein Spritzgussteil ist und insbesondere mit dem Material des Pedalarms umspritzt ist. Als alternative zu einem Draht oder einer Litze kann eine Beschichtung aus einem lei- tenden Material als erste Leiterschleife verwendet werden, die auf einer Oberfläche des Pedalarms vorgesehen ist. Eine weitere Alternative könnte eine Leiterplatte insbe- sondere eine Flexleiterplatte sein, die eine Leiterbahn trägt, die die erste Leiterschleife bildet. Der Pedalarm kann aus einem oder aus mehreren Teilen bestehen, die zum Pedalarm zusammengesetzt sind. Der Draht oder die Litze oder die Leiterplatte eine Flexleiter- platte können dann zwischen zwei Teilen des Pedalarms angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass die Beschichtung aus einem leitenden Material auf einer Oberfläche eines der Teile des Pedalarms angeordnet ist, die von einem anderen Teil des Peda- larms abgedeckt ist. Der Abschnitt der ersten Leiterschleife, der zu dem der Fußplatte benachbarten Be- reich hinführt und der Abschnitt der ersten Leiterschleife, der von dem der Fußplatte benachbarten Bereich wegführt, können miteinander verdrillt sein. Das ist besonders einfach möglich, wenn die Leiterschleife aus einem Draht oder einer Litze hergestellt ist. Durch das Verdrillen kann vermieden werden, dass durch einen Strom durch die erste Leiterschleife ein elektromagnetisches Feld erzeugt und/oder eine störendes Feld empfangen wird. Das Mittel zur Erkennung eines Pedalarmbruchs kann eine elektrische Auswerteein- heit aufweisen, an die die erste Leiterschleife angeschlossen ist oder die induktiv mit der ersten Leiterschleife gekoppelt ist. Mittels der Auswerteeinheit kann das Vorliegen oder die Höhe eines Stroms gemessen werden, der durch die erste Leiterschleife fließt oder fließen soll. Fehlt der Strom oder ist der Strom zu gering, kann das mit der Auswerteeinheit detektiert werden. Die Auswerteeinheit kann dann ein Signal erzeu- gen, das den Bruch des Pedalarms anzeigt. Das Kraftfahrzeugpedal kann einen induktiven Drehwinkelsensor zur Feststellung des Schwenkwinkels des Pedalarms aufweisen. Entsprechend dem Schwenkwinkel kann dann von einer Bremse eine Bremskraft erzeugt werden, wenn es sich bei dem Kraft- fahrzeugpedal um ein Bremspedal handelt. Handelt es sich um ein Fahrpedal, wird entsprechend dem Schwenkwinkel ein Signal erzeugt und an eine Motorsteuerung ge- geben. Der Drehwinkelsensor kann einen Rotor und einen Stator aus je einer weiteren Leiterschleife aufweisen. Entweder der Rotor oder der Stator ist an oder in dem Pedal- arm befestigt. Vorzugsweise ist es der Rotor, der an dem Pedalarm befestigt ist. Ein solcher induktiver Drehwinkelsensor, der auch in einem erfindungsgemäßen Kraftfahr- zeugpedal eingesetzt werden kann, ist in dem Dokument DE 102008003296 B4 oder dem Dokument EP 0909955 B1 offenbart. Mit der Leiterschleife des Stators wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieses elektromagnetische Feld induziert in der bewegten weiteren Leiterschleife des Rotors einen Strom, der ebenfalls ein elektromagnetisches Feld induziert. Der Stator kann als Leiterschleife zum Senden mindestens eine Sendespule und als Leiterschleifen zum Empfangen zwei, besser je- doch drei Empfangsspulen aufweisen. Das von der Leiterschleife des Stators und der weiteren Leiterschleife des Rotors induzierte elektromagnetische Feld überlagern sich. Das resultierende elektromagnetische Feld wirkt auf die Leiterschleife zum Empfan- gen im Stator, wodurch sich der Strom durch diese Leiterschleife im Stator verändert. Diese Veränderung des Stroms kann detektiert werden und eine Aussage über den Drehwinkel des Rotors bzw. des Pedalarms möglich machen. Der Drehwinkelsensor kann eine elektronische Auswerteeinheit haben, an die die Lei- terschleife des Stators angeschlossen ist. Mit der elektronischen Auswerteeinheit kann der Strom durch die Leiterschleife des Stators ausgewertet werden. In einer besonderen Variante des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugpedals kann die weitere Leiterschleife an oder in dem Pedalarm, insbesondere des Rotors, mit der ers- ten Leiterschleife einen Stromkreis bilden. Ferner ist es in einer besonderen Variante möglich, dass die Auswerteeinheit des Mit- tels zur Erkennung eines Pedalarmbruchs und die Auswerteeinheit des Drehwin- kelsensors eine gemeinsame Auswerteeinheit bilden. Beide können Signale, die von dem Rotor in den Stator eingekoppelt werden, analysieren und so den Pedalarmbruch und/oder den Drehwinkel feststellen. Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt: Fig.1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug- pedals Das in der Figur 1 dargestellte Kraftfahrzeugpedal weist einen Halter 1, Pedalarm 2 und eine einstückig mit dem Pedalarm 2 verbundene und daran angeformte Fußplatte 3 auf. Zwischen dem Halter 1 und dem Pedalarm 2 kann eine Rückstellfeder angeord- net sein (nicht dargestellt), mit der der Pedalarm nach einer Betätigung in eine Aus- gangslage zurückgestellt werden kann. Die Rückstellfeder kann auch anderen Orten in dem Pedal eingesetzt sein. Der Halter 1 und der Pedalarm 2 sind über ein Drehla- ger miteinander verbunden. Im Bereich des Drehlagers ist ein Stator und ein Rotor 4 eines induktiven Drehwinkelsensors vorgesehen. Die durch das Drehlager definierte Achse ist auch die Achse um die der Rotor bei einer Betätigung des Pedal bewegt wird. Der Stator (nicht dargestellt) ist am Halter 1 und der Rotor 4 am Pedalarm 2 an- gebracht. Der Stator kann mindestens eine Sendespule und mindestens zwei, besser jedoch drei Empfangsspulen aufweisen. Der Pedalarm ist ein Kunststoffspritzgussteil. Er könnte auch aus einem anderen Material und durch ein anderes Herstellungsver- fahren hergestellt sein. An dem Pedalarm ist eine erste Leiterschleife 5 aus einem Draht vorgesehen, die von einem dem Halter 1 benachbarten Bereich des Pedalarms 2 zu dem der Fußplatte be- nachbarten Bereich des Pedalarms 2 und wieder zurück zu dem dem Halter 1 be- nachbarten Bereich geführt ist. Die erste Leiterschleife 5 kann auch anders geführt sein. Sie muss aber in dem Bereich angeordnet sein, in dem eine Bruck detektiert werden soll. Die dadurch gebildete Hinleitung und Rückleitung sind miteinander ver- drillt. Es kann aber auch erfindungsgemäße Pedale geben, bei denen die Hinleitung und die Rückleitung nicht miteinander verdrillt sind. Der Rotor 4 des Sensors wird durch wenigstens eine weitere Leiterschleife gebildet. Diese weitere Leiterschleife kann durch ein Blechteil gebildet sein, wie es zum Bei- spiel in den Dokumenten DE 102008003296 B4 oder EP 0909955 B1 für einen Ro- tor eines induktiven Drehwinkelsensors offenbart ist. Im Unterschied zu den von dort offenbarten Rotoren gebildeten, geschlossenen Leiterschleifen, ist die den Rotor 4 bil- dende weitere Leiterschleife 4 des Drehwinkelsensors des vorliegenden Kraftfahr- zeugpedals an einer Stelle geöffnet und an die dadurch gebildeten Enden der weite- ren Leiterschleife 4 sind Enden der ersten Leiterschleife 5 angeschlossen, so dass die erste Leiterschleife 5 und die weitere Leiterschleife 4 einen geschlossenen Stromkreis bilden. Ein in der weiteren Leiterschleife 4 induzierter Strom fließt somit auch durch die erste Leiterschleife 5. Der Stator des induktiven Drehwinkelsensors wird ebenfalls durch eine Leiterschleife gebildet. Diese ist an eine elektrische Quelle angeschlossen, die einen elektrischen Strom durch die Leiterschleife treibt. Dieser Strom durch die den Stator bildende Lei- terschleife erzeugt ein elektromagnetisches Feld, in dem sich der Rotor 4 bewegt. Die Bewegung des Rotors 4 in dem vom Strom im Stator erzeugten elektromagnetischen Feld wirkt auf das elektromagnetische Feld zwischen Rotor 4 und Stator und beein- flusst dadurch den Strom in der den Stator bildenden Leiterschleife. Der Strom durch den Stator wird in einer Auswerteeinheit gemessen und ausgewertet. Dadurch kann eine Information über den Drehwinkel zwischen dem Stator und dem Rotor 4 und da- mit zwischen dem Halter und dem Pedalarm gewonnen werden. Die Auswerteeinheit erzeugt ein Signal, das den Drehwinkel anzeigt und stellt dieses Signal an einem Aus- gang des Auswertemittels zur Verfügung. Der in der ersten Leiterschleife 5 und der den Rotor 4 bildenden weiteren Leiter- schleife 6 fließende Strom wird dann unterbrochen, wenn die erste Leiterschleife 5, die den Rotor bildende weitere Leiterschleife oder die Verbindung der beiden Leiter- schleifen aufgetrennt wird. Das ist dann der Fall, wenn der Pedalarm 2 bricht. Der Bruch des Pedalarms 2 unterbricht die erste Leiterschleife 5. Die Unterbrechung des Stroms führt zu einem veränderten Verhalten des Rotors auf den Strom in den Emp- fangsspulen des Stators, die von der Auswerteeinheit detektiert werden kann. In der Auswerteeinheit wird dann ein Signal erzeugt, welches den Bruch der ersten Leiter- schleife anzeigt, was als Bruch des Pedalarms 2 gewertet werden kann. Dieses Signal wird am Ausgang der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt.

Bezugszeichenliste 1 Halter 2 Pedalarm 3 Fußplatte 4 Rotor 5 erste Leiterschleife