Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrpedalvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen mit

• – einem Fahrpedalmodul, bei dem ein Fahrpedalelement und ein Grundplattenelement in wenigstens einem Drehpunkt relativ zueinander bewegbar sind, und
• – wenigstens einer Rückholeinrichtung, mit der das Fahrpedalelement wenigstens in seine Nichtbetätigungsstellung rückholbar ist.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 100 33 297 A1 bekannt, bei der Fahrpedal- und Grundelement mit Hilfe unterschiedlich ausgebildeter Flachfedern in ihre Grundstellung zurück gestellt werden. Ein loses Ende der Federn wird lediglich zur Beeinflussung des Betätigungsverhaltens des Fahrpedalelements eingesetzt.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, das Betätigungsverhalten der bekannten Fahrpedalvorrichtungen zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mit einem Schiebeelement bei Betätigung des Fahrpedalelements ein Gleitelement mit wenigstens einer Kapazität und wenigstens einer Induktivität über ein Fahrpedalmodulelement zu führen ist, in dem ein Spulenschaltkreis mit wenigstens drei Spulen angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Sensor zur Verfügung gestellt wird, der einfach und kostengünstig ist und über die lineare Wegaufnahme wenigstens die Pedalstellung genau ermittelt.

Von besonderem Vorteil ist, dass die Sensorkomponenten einem vollkommen neuen Einsatz zugeführt werden.

Bei einem sprungschanzenförmig gebogenen Flachfederelement als Rückholeinrichtung und Schiebeelement kann dieses mit dem einen Ende fest in einem am Pedalspitzenelement und an einer Fahrpedalunterseite gehaltenen Federhalteelement und mit dem anderen Ende in einem Federgleitelement als Gleitelement gehalten werden, in dem der Resonanzschaltkreis angeordnet sein kann. Hierbei kann in dem Grundplattenelement der Spulenschaltkreis angeordnet werden.

Bei einem &OHgr;-förmig gebogenen Flachfederelement als Rückholeinrichtung und Schiebeelement kann dieses

• – mit dem einen Ende fest mit dem auf dem Grundplattenelement angeordneten Federhalteelement und
• – mit dem anderen Ende in dem Federgleitelement als Gleitelement gehalten sein, in dem der Resonanzschaltkreis angeordnet werden kann, und wobei in dem Grundplattenelement als Fahrpedalmodulelement der Spulenschaltkreis angeordnet sein kann sowie
• – ein zwischen beiden Enden des Flachfederelements liegendes Federbogenelement, das an der Fahrpedalunterseite des Fahrpedalelements zu verschieben ist.

Der Spulenschaltkreis kann in das Grundplattenelement eingeformt werden. Der Spulenschaltkreis ist damit sehr wirksam gegenüber äußeren geschützt. Da das Grundplattenelement aus Kunststoff geformt wird, kann bei einem Herstellungsschritt zugleich der Spulenschaltkreis lagegerecht positioniert werden.

Bei einem weiteren sprungschanzenförmig gebogenen Flachfederelement als Rückholeinrichtung und Schiebeelement kann dieses mit dem einen Ende fest in dem auf Grundplattenelement angeordneten Federhalteelement und mit dem anderen Ende in dem Federgleitelement als Gleitelement gehalten sein, in dem der Resonanzschaltkreis angeordnet werden kann. Hierbei kann in dem Fahrpedalelement als Fahrpedalmodulelement der Spulenschaltkreis angeordnet sein.

Der Spulenschaltkreis kann in das Fahrpedalelement eingeformt werden. Der Spulenschaltkreis ist auch hier damit sehr wirksam gegenüber äußeren Einwirkungen geschützt.

Da das Fahrpedalelement aus Kunststoff geformt wird, kann bei einem Herstellungsschritt ebenfalls der Spulenschaltkreis lagegerecht positioniert werden.

Der Resonanzschaltkreis wird generell in das Federgleitelement mit eingeformt. In dem aus Kunststoff bestehenden Federgleitelement lässt sich der Schaltkreis nicht nur präzise einsetzen. Er ist darüber hinaus als bewegungsaktives Teil hervorragend geschützt.

Das Federgleitelement wird generell über wenigstens ein Gleitflächenelement geführt. Dieses kann auf dem Grundplattenelement oder beim Pedal an dessen Fahrpedalunterseite angeordnet sein. Hierdurch wird in bekannter Art und Weise die Pedalbewegung beeinflusst.

Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass mit einem Schiebeelement bei Betätigung des Fahrpedalelement ein Gleitelement mit wenigstens einem Permanentmagneten eines Torquemotorschiebeteils über ein Fahrpedalmodulelement zu rühren ist, in dem wenigstens eine Feldwicklung eines Torquemotorstatorteils angeordnet ist.

Die hiermit erzielten Vorteile bestehen insbesondere dann, dass Fahrpedalbewegung durch entsprechende Erregung der Feldwicklungen gezielt beeinflussen lässt. Die vom Sensor aufgenommene Pedalstellung kann hierfür sofort heran gezogen werden.

Die gestellte Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, dass mit einem Schiebeelement bei Betätigung des Fahrpedalelements ein Gleitelement mit wenigstens einer Kapazität und wenigstens einer Induktivität sowie mit wenigstens einem Permanentmagneten eines Torquemotorschiebeteils über ein Fahrpedalmodulelement zu rühren ist, in dem ein Spulenschaltkreis mit wenigstens drei Spulen sowie wenigstens eine Feldwicklung eines Torquemotorstatorteils angeordnet sind. Die hiermit erzielten Vorteile sind in der Zusammenführung der Vorteile der Sensor- und der Motorlösung zu sehen.

Das Gleitelement kann ein Federgleitelement und das Fahrpedalmodulelement ein Fahrpedalelement oder ein Grundplattenelement nach der vorher beschriebenen Art sein.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Elemente der Rückholeinheit und des Fahrpedalmoduls, die der Bewegungsbeeinflussung dienen, für die Erfassung und weitere Beeinflussung der Bewegung verwendet werden. Hierdurch wird ein linearer Wegaufnehmer bzw. Motor zur Verfügung gestellt, die vor allem kostengünstig sind. Die verschiedenen Ausrührungsformen des Flachfederelements und deren Einbindung in das Fahrpedalmodul können zu ähnlichen Ausführungsformen rühren.

Die Ausbildung des Schiebeelements ist nicht allein auf Flachfederelemente beschränkt. So ist eine Ausbildung als Doppelhebelelement denkbar. Das Doppelhebelelement kann ein Hebel in Form einer Stange oder eines anderen Längenprofils sein, das wenigstens mit einem der Elemente des Fahrpedalmoduls, also Pedal oder Grundplatte, gelenkig verbunden sein kann.

Es kann auch als Flachkörper ausgebildet sein, der unter dem Fahrpedalelement angeordnet sein und bei dessen Betätigung bewegt werden kann. In ihm können insbesondere die aktiven bewegbaren Teile des Sensors und/oder Torquemotors angeordnet sein.

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

1 ein Fahrpedalmodul mit einer sprungschanzenförmigen Blattfeder und mit einer ersten Ausführungsform einer Bewegungsbeeinflussungseinrichtung und einem Linearschiebesensor in einer schematisch dargestellten Seitenansicht,

2 ein Fahrpedalmodul mit einer weiteren sprungschanzenförmigen Blattfeder und mit einer zweiten Ausführungsform einer Bewegungsbeeinflussungseinrichtung und einem Linearschiebesensor in einer schematisch dargestellten Seitenansicht,

3 ein Fahrpedalmodul mit einer &OHgr;-förmigen Blattfeder und mit einer dritten Ausführungsform einer Bewegungsbeeinflussungseinrichtung und einem Linearschiebesensor in einer schematisch dargestellten Seitenansicht,

4 einen Linearschiebesensor für ein Fahrpedalmodul gemäß 1 in einer schematisch dargestellten Seitenansicht und

5 eine Ausgangsspannung eines Linearschiebesensors gemäß 1 und 4 in Abhängigkeit vom Stößelweg.

Die Entwicklungen zur Verbesserung wichtiger Details der Fahrpedale für Personenkraftwagen werden immer weiter voran getrieben. Insbesondere gehen die Anstrengungen dahin, die Stellungen eines Fahrpedalelements genauer mit empfindlichen Sensoren zu erfassen. Weiterhin gehen die Anstrengungen dahin, die Stellungen eines Fahrpedalelements genauer beeinflussen zu können.

In ein Federgleitelement 18' ist ein Resonanzschaltkreis 42' integriert, der aus einer Kapazität C und einer Induktivität L besteht (vgl. insbesondere 4). In einer der Wände eines Grundplattenelements 18' ist ein Spulenschaltkreis 43' mit drei Spulen SP1', SP2' und SP3' eingeformt.

Der Resonanzschaltkreis, auch als PUCK bezeichnet, und der Spulenschaltkreis, auch als PAD bezeichnet, sind die aktiven Teile eines an sich bekannten Sensors. Der Sensor ist ein induktiver Sensor mit einem Resonanzschaltkreis.

Ein solcher Sensor mit diesen Komponenten ist an sich aus der WO 03/038379 bekannt. Er besteht aus einem ersten Element mit Sende- und Empfangsspulen, wobei eine zweite und dritte Einheit jeweils induktive Kopplungselemente zur variablen induktiven Kopplung der Sende- und Empfangsspulen der ersten Einheit darstellen und die Kopplung positionsabhängig ist.

Beim Betrieb des PAD werden in den Spulen SP1' und SP2' zwei um 90° verschobene Signalverläufe, d. h. ein sinus- und ein cosinusförmiges Signal, erzeugt. Durch diese Signale wird der Resonator im PUCK angeregt. In der dritten Spule SP3' wird ein entsprechendes Ausgangssignal induziert, dessen Phase dem Weg des PUCKs über dem PAD entspricht. Der PAD übernimmt hier die Funktion eines Senders/Empfängers.

Dieser neuartige Sensor lässt sich auch in ein in den 1 bis 3 dargestelltes stehendes Fahrpedalmodul 1', 101', 201' einbauen. Das Fahrpedalmodul 1', 101', 201' besteht aus einem Fahrpedalelement 12',112', 212' und dem bereits erwähnten Grundplattenelement 13', 113', 213', die in einem Fahrpedaldrehpunkt 11', 111', 211' gelenkig verbunden sind. Der Fahrpedaldrehpunkt 11', 111', 211' ist als Bolzenscharniergelenk ausgebildet und besitzt in diesem Bereich am Fahrpedalelement ein Oberanschlagelement 23', 123', 213' und am Grundplattenelement ein Unteranschlagelement 24', 124', 224'. Dem Bolzenscharniergelenk liegt ein Pedalspitzenelement 25', 125', 225' gegenüber. Beim Fahrpedalelement liegt einem Betätigungsflächenelement 27', 127' , 227' eine Fahrpedalunterseite 28',128',228' gegenüber.

Zwischen dem Fahr- und dem Grundplattenelement sind zwei nebeneinander liegende Flachbandfederelemente 14', 15',114', 115', 214', 215' angeordnet.

Wie 1 zeigt, sind die Flachbandfederelemente 14', 15' sprungschanzenförmig gebogen, wobei deren eines Ende im Federhalteelement 16', 17' und dessen entgegengesetztes Ende in dem Federgleitelement 18', 19' angeordnet ist.

Das Federhalteelement 16', 17' ist feststehend an der Unterseite 28' des Pedals 12' angeformt. Jedes Federgleitelement 18', 19' ist auf einem Gleitschienenelement 20', 21' verschiebbar angeordnet. Die Gleitschienenelemente 20', 21' sind auf einem Gleichflächenelement 22' mit einem Reibungskoeffizienten auf dem Grundplattenelement 113' angeordnet, der unterschiedlich ausgebildet werden kann. Auf diesem Gleichflächenelement 22' sind die Gleitschienenelemente 20', 21' verschiebbar.

Wie 2 zeigt, sind die Flachbandfederelemente 114', 115' ebenfalls sprungschanzenförmig gebogen, wobei deren eines Ende im Federhalteelement 116', 117' und dessen entgegengesetztes Ende in einem Federgleitelement 118', 119' angeordnet ist.

Das Federhalteelement 116', 117' ist hier feststehend auf dem Grundplattenelement 113' angeformt. Jedes Federgleitelement 118', 119' ist auf einem Gleitschienenelement 120', 121' verschiebbar angeordnet. Die Gleitschienenelemente 120', 121' sind auf einem Gleichflächenelement 122' an der Unterseite 128' mit einem Reibungskoeffizienten angeordnet, der unterschiedlich ausgebildet werden kann. Auf diesem Gleichflächenelement 122' sind die Gleitschienenelemente 120', 121' verschiebbar.

Bei dem Fahrpedalmodul 201' gemäß 3 sind die Flachbandfederelemente 214', 215' &OHgr;-förmig gebogen, wobei deren eines Ende im Federhalteelement 216', 217' und dessen entgegengesetztes Ende in einem Federgleitelement 218', 219' angeordnet ist.

Das Federhalteelement 216', 217' ist feststehend an dem Grundplattenelement 213' angeformt. Jedes Federgleitelement 218', 219' ist auf einem Gleitschienenelement 220', 221' verschiebbar angeordnet. Die Gleitschienenelemente 220', 221' sind auf einem Gleichflächenelement 222' mit einem Reibungskoeffizienten auf dem Grundplattenelement 213' angeordnet, wobei der Reibungskoeffizient unterschiedlich ausgebildet werden kann. Auf diesem Gleichflächenelement 222' sind die Gleitschienenelemente 220', 221' verschiebbar. Zwischen beiden Enden weisen die Flachbandfederelemente 214', 215' Federbogenteilelemente 234', 235' auf. Diese liegen an Federgleitflächenelementen an, die an der Pedalunterseite zwischen Pedalspitze 225' und Pedalende 226' angeordnet sind. In einem Federführungselement 231' sind die Federbogenteilelemente 234', 235' führbar.

Es ist vorgesehen, dass in wenigstens eines der Federgleitelemente 18', 19', 118', 119', 218', 219' (als induktives Koppelelement) ein Resonanzschaltkreis 42' integriert ist, der aus einer Kapazität C und einer Induktivität L besteht. Unterhalb der Gleitflächenelemente 22', 122', 222' ist ein Spulenschaltkreis 43', 143', 243' mit drei hintereinander liegenden Spulen SP1', SP2' und SP3' angeordnet.

Somit ist beim Fahrpedalmodul 1' und 211' der Spulenschaltkreis 43', 143' in das Grundplattenelement 13' bzw. 213' und beim Fahrpedalmodul 211' in das Fahrpedalelement 113' eingeformt.

Die Funktion eines Fahrpedals mit einem Sensor gemäß den 1 bis 3 sei insbesondere unter Zuhilfenahme der 4 und 5 beschrieben.

Beim Betätigen des Fahrpedalelements 12' wird dieses gegenüber dem Grundplattenelement 13' von der Stellung 12.1' in die Stellung 12.2' bewegt. Hierbei bewegt sich der PUCK 42' über den PAD 43' und generiert im PAD als Sender/Empfänger ein Signal. Dieses Signal wird durch einen integrierten Schaltkreis – ASIC – ausgewertet und der ermittelte Wert als Sensorausgangsspannung UA' ausgegeben. Hervorzuheben ist, dass die Spannung UA' einen Verlauf hat, der der Bewegungskennlinie des Federgleitelements entspricht. Damit ist jeder Federgleitelementstellung ein Spannungswert zugeordnet, der einer e-Funktion entsprechend ansteigt. Die Sensorspannung UA' kann durch den ASIC auch einen anderen Verlauf, z.B. einen gerade oder exponentiellen Verlauf haben, der dem Weg ST' entspricht.

Neben dem Federgleitelement 18' befindet sich das Federgleitelement 19', in das ebenfalls ein Spulenschaltkreis 43' mit drei Spulen SP1', SP2' und SP3' angeordnet werden kann. Hierdurch ist es möglich, zwei im wesentlichen gleiche Sensorausgangsspannungen UA' zu erzeugen, die für Steuerungen, Überwachungen oder Selbstüberwachungen verwendet werden können.

Abschließend sei erwähnt, dass mit den Flachbandfederelementen bei Betätigung des Fahrpedalelements 12', 112', 212' das Federgleitelement 18', 19', 118', 119', 218', 219' mit wenigstens einem Permanentmagneten eines Torquemotorschiebeteils über das Fahrpedal- oder Grundplattenelement zu führen ist, in dem wenigstens eine Feldwicklung eines Torquemotorstatorteils (nicht dargestellt) angeordnet ist. In den Teilen der beschriebenen Fahrpedalmodule werden so Elemente eines Torquemotors untergebracht. Hierdurch ist es möglich, den Bewegungskomfort des jeweiligen Fahrpedalmoduls noch weiter zu erhöhen.