DE102004021045A1 - Actuating device for power-assisted functional device, e.g. brake or clutch in motor vehicle, has power assistance device for power driving remaining actuating path - Google Patents

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Abstract

A foot pedal (3) is operated between a rest position (5) and a maximum position (6). An actuator (7) coupled to the pedal moves along an actuating path (8) between a rest position (9) and a functional position (10) to drive the functional device, the path having an actuating region for fine dispensing of the functional device. The actuating region can be selected up to the maximum position of the foot pedal. A power assistance device (12) is provided for completely power-driven movement of the remaining actuating path (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine kraftbetätigte Funktionseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Fußpedal, das entlang eines Pedalwegs zwischen einer Ruheposition und einer Maximalposition betätigbar ist und einer Stelleinrichtung, die bewegungsgekoppelt mit dem Fußpedal ausgebildet ist und entlang eines Stellwegs zwischen einer Ruheposition und einer Funktionsposition für eine Ansteuerung der Funktionseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Stellweg einen Stellbereich für eine Feindosierung der Funktionseinrichtung aufweist.The The invention relates to an actuating device for one power-operated Functional device of a motor vehicle, with a foot pedal, along a pedal path between a resting position and a Maximum position can be actuated is and an adjusting device, the movement coupled to the foot pedal is formed is and along a travel path between a rest position and a functional position for a control of the functional device is provided, wherein the travel a setting range for a fine metering of the functional device having.

Derartige Betätigungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Sie werden dazu eingesetzt, von einem Bediener des Kraftfahrzeugs ausgeübte Bedienkräfte auf kraftbetätigte Funktionseinrichtungen zu übertragen. Dazu ist in einem Fußraum des Kraftfahrzeugs neben einem Gaspedal, das für eine Leistungsteuerung ein Antriebsmaschine vorgesehen ist, zumindest ein weiteres Fußpedal vorgesehen, das beispielsweise für eine Ansteuerung einer Bremseinrichtung oder einer Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. Das Fußpedal ist beweglich in dem Fußraum befestigt und nimmt ohne Beaufschlagung mit einer Bedienkraft eine Ruheposition ein. Bei Aufbringung einer Bedienkraft auf das Fußpe dal durch den Benutzer kann das Fußpedal längs eines Pedalwegs bis zu einer Maximalposition bewegt werden, die beispielsweise durch einen im Fußraum vorgesehenen Anschlag definiert wird. Durch die Ausübung der Bedienkraft längs des Pedalwegs erbringt der Bediener eine Pedalarbeit, die in einer Stelleinrichtung, die mit dem Fußpedal bewegungsgekoppelt ausgeführt ist, in eine Stellkraft längs eines Stellwegs umgesetzt werden kann und somit als Stellarbeit zu Betätigung der Funktionseinrichtung zur Verfügung steht. Bei bekannten Betätigungsvorrichtungen liegt eine unmittelbare Kopplung zwischen der vom Bediener erbrachten Pedalarbeit und der von der Stelleinrichtung auf die Funktionseinrichtung ausgeübten Stellarbeit vor. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Funktionseinrichtung kann längs des Stellwegs ein Stellbereich vorgesehen sein, in dem eine Feindosierung der Bedienkraft und der damit verbundenen Pedalarbeit notwendig ist. Anschaulich lässt sich dies für eine als konventionelle Kraftfahrzeugkupplung ausgeführte Funktionseinrichtung darstellen, die zwischen der Antriebsmaschine und einem Getriebe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und abhängig von einer Fahrsituation durch den Bediener betätigt werden muss. Der Stellweg für ein vollständiges Ein- oder Ausrücken der Kraftfahrzeugkupplung ist dabei relativ groß gegenüber dem Stellbereich, in dem eine Feindosierung des Fußpedals notwendig ist, um einen Reibschluss zwischen einer Kupplungsscheibe und einer Mitnehmerscheibe gefühlvoll herstellen oder aufheben zu können und damit ein ruckfreies Anfahren oder einen ruckarmen Gangwechsel für das Getriebe zu ermöglichen.such actuators are known from the prior art in various embodiments. you will be used for operating forces exerted by an operator of the motor vehicle power-operated Transfer functional devices. This is in a footwell of the motor vehicle next to an accelerator pedal, which is for power control Drive machine is provided, at least one further foot pedal provided, for example for a control of a braking device or a coupling device is trained. The foot pedal is movably mounted in the footwell and takes a resting position without being subjected to an operating force one. Upon application of an operator on the Fußpe dal by the user can use the foot pedal along a Pedal way to be moved to a maximum position, for example through one in the footwell defined stop is defined. By the exercise of Operating force along of pedal travel, the operator performs a pedal work, which in one Actuator, which is designed to be coupled with the foot pedal, in a force along of a travel can be implemented and thus as a parking work to actuate the Functional device available stands. In known actuators There is an immediate coupling between the operator provided Pedal work and that of the adjusting device on the functional device exerted Stellarbeit before. Dependent on of the configuration of the functional device can along the Stellstell be provided an adjustment range in which a fine dosage of the Operating force and the associated pedal work is necessary. Illustrative this for yourself a functional device designed as a conventional motor vehicle clutch represent, between the prime mover and a transmission of the motor vehicle is arranged and depending on a driving situation operated by the operator must become. The travel for a complete one In or out the motor vehicle clutch is relatively large compared to the control range in which a fine dosage of the foot pedal necessary to ensure a frictional engagement between a clutch disc and a driver disk soulful to make or break and thus a smooth start or a low-back gear change for the To enable transmission.

Die DE 100 63 595 beschreibt eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der ein verstellbares Pedalwerk an einem schwenkbeweglichen Träger in Fußraum des Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. An dem schwenkbeweglichen Träger ist ein Bremspedal angebracht, dass über eine starre, schwenkbe wegliche Leitungsverbindung mit einem Bremssystem gekoppelt ist. Durch die Anbringung des Bremspedals an dem schwenkbeweglichen Träger kann eine Verstellung der Ruheposition des Bremspedals vorgenommen werden, so dass eine individuelle Anpassung auf unterschiedliche Fahrzeugbenutzer möglich ist. Durch die starre, schwenkbewegliche Leitungsverbindung ist dabei gewährleistet, dass eine nahezu verlustfreie Übertragung der Pedalarbeit an das Bremssystem stattfindet.The DE 100 63 595 describes an actuating device for a motor vehicle, in which an adjustable pedal mechanism can be attached to a pivotable carrier in the footwell of the motor vehicle. On the pivotable carrier, a brake pedal is mounted that is coupled via a rigid, schwenkbe movable line connection with a brake system. By attaching the brake pedal to the pivotable carrier, an adjustment of the rest position of the brake pedal can be made so that an individual adaptation to different vehicle users is possible. Due to the rigid, pivotable cable connection is ensured that a nearly lossless transfer of pedal work to the brake system takes place.

Die Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu Schaffen, die eine Verkürzung des Pedalwegs erlaubt, ohne eine Feindosierung im Stellbereich merklich zu beeinflussen.The Invention underlying task is an actuator of the aforementioned type, the shortening of the Pedal travel allows noticeable, without a fine dosage in the control range to influence.

Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Durch die Fremdkrafteinrichtung, die den über den Stellbereich hinaus zurückzulegenden Stellweg vollständig fremdkraftbetätigt durchführt, kann unter Beibehaltung des dem Stellbereich zugeordneten Pedalwegs der zwischen der Ruheposition und der Maximalposition des Fußpedals insgesamt vorzusehende Pedalweg reduziert werden. Der Stellweg der Stelleinrichtung, der über den Stellbereich hinaus für eine ordnungsgemäße Betätigung der Funktionseinrichtung notwendig ist, der jedoch keine erhöhten Anforderungen an die Feindosierung bei der Bedienung stellt, wird durch die Fremdkrafteinrichtung vollständig fremdkraftbetrieben hervorgerufen, so dass hierzu kein Zutun des Bedieners notwendig ist und damit der Pedalweg des Fußpedals vollständig zur Ansteuerung des Stellbereichs zur Verfügung steht. Durch die Reduzierung des Pedalwegs unter Beibehaltung eines aus dem Stand der Technik bekannten Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Pedalweg und dem Stellbereich lässt sich eine komfortablere Bedienung der Betätigungsvorrichtung erzielen. Außerdem kann eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung der Betäti gungsvorrichtung dahingehend verändert werden, dass das Fußpedal weniger weit in den Fahrzeuginnenraum hineinragt, wodurch bei einem Unfall eine Erhöhung der Sicherheit des Bedieners gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung kann insbesondere im Hinblick auf eine Crashsicherheit einfacher als derzeitig übliche, aus dem Stand der Technik bekannte Betätigungsvorrichtungen gestaltet werden, da aufwändige Maßnahmen zur Verhinderung einer Pedalverlagerung in den Fahrzeuginnenraum durch die veränderte Ausgangsposition der Betätigungsvorrichtung entfallen können.This object is achieved by an actuating device according to claim 1. As a result of the external force device, which carries out the actuating path which is to be traveled beyond the setting range in a completely power-operated manner, the pedal travel to be provided between the rest position and the maximum position of the foot pedal can be reduced whilst maintaining the pedal travel associated with the setting range. The travel of the adjusting device, which is necessary beyond the control range for a proper operation of the functional device, but no increased demands on the fine metering during operation is caused by the power unit completely power-driven, so that no action of the operator is necessary and so that the pedal travel of the foot pedal is completely available for controlling the adjustment range. By reducing the pedal travel while maintaining a known from the prior art gear ratio between the pedal travel and the control range, a more comfortable operation of the actuator can be achieved. In addition, a known from the prior art arrangement of Actuate generating device can be changed so that the foot pedal protrude less far into the vehicle interior, which in an accident, an increase in the safety of the operator is guaranteed. The actuator according to the invention Transmission device can be designed in particular with regard to crash safety easier than currently conventional, known from the prior art actuators, since complex measures to prevent a pedal displacement in the vehicle interior can be omitted by the changed starting position of the actuator.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fremdkrafteinrichtung durch mit dem Fußpedal wirkverbundene Aktivierungsmittel ansteuerbar ist. Die Aktivierungsmittel nehmen die Aktivierung der Fremdkrafteinrichtung in Abhängigkeit von einer Stellung des Fußpedals zwischen der Ruheposition und der Maximalposition vor. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Aktivierung bei Erreichen der Maximalposition des Fußpedals erfolgt, so dass die Fremdkrafteinrichtung unmittelbar mit Beendigung der durch das Fußpedal hervorgerufenen Stellbewegung, insbesondere übergangslos, aktiviert wird und die vollständige Betätigung der Funktionseinrichtung sicherstellt. Als Aktivierungsmittel kommen insbesondere Sensormittel in Frage, die eine Pedalstellung zwischen der Ruheposition und der Maximalposition detektieren, ein positionsabhängiges Steuersignal erzeugen und in Abhängigkeit eines vorgebbaren Schwellwerts die Fremdkrafteinrichtung ansteuern. Die Sensormittel können auch als Positionssensoren ausgebildet sein, die ein Schaltsignal auslösen, wenn das Fußpedal eine vorgebbare Pedalstellung erreicht hat.A advantageous embodiment the invention provides that the external power device by with the foot pedal Actively connected activating agent is controllable. The activating agents take the activation of the external equipment depending on from a position of the foot pedal between the rest position and the maximum position. It can be provided that the activation when reaching the maximum position of the foot pedal takes place, so that the external power device immediately upon termination the one by the foot pedal caused adjusting movement, in particular seamless, is activated and the full one activity ensures the functional device. Activation agents In particular sensor means in question, the pedal position between the rest position and the maximum position detect, a position-dependent control signal generate and depending a predetermined threshold to control the power unit. The sensor means can Also be designed as position sensors, which is a switching signal trigger, if the foot pedal has reached a predetermined pedal position.

In Ausgestaltung der Erfindung beträgt der mit dem Fußpedal ansteuerbare Stellbereich 10% bis 90% des Stellwegs. Dadurch wird eine signifikante Verkürzung des Pedalwegs ermöglicht, ohne Nachteile bei der Feindosierung der Funktionseinrichtung in Kauf nehmen zu müssen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Stellbereich 20% bis 50% des Stellwegs, so dass eine erhebliche Verkürzung des Pedalwegs erreicht werden kann.In Embodiment of the invention the one with the foot pedal controllable setting range 10% to 90% of the travel. This will a significant reduction the pedal travel allows without Disadvantages of the fine dosing of the functional device in purchase to have to take. In a preferred embodiment is the adjustment range 20% to 50% of the travel, so a significant shortening the pedal travel can be achieved.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Stelleinrichtung für die Betätigung einer Kupplungseinrichtung oder einer Bremseinrichtung ausgebildet. Bei einer Kupplungseinrichtung ist über den Stellbereich hinaus, in dem die Feindosierung durch die Stelleinrichtung gewährleistet sein muss, um ruckfreie Ein- bzw. Ausrückvorgänge der Kupplung zu ermöglichen, ein langer restlicher Stellweg zur Verfügung zu stellen. Mittels dieses langen Stellwegs wird eine vollständige Trennung der Kupplungseinrichtung auch für unterschiedliche Verschleißzustände gewährleistet. Bei Einsatz der Stelleinrichtung für eine Bremseinrichtung kann über den normalen Betriebsbereich der Bremseinrichtung, in dem die Feindosierung der Stelleinrichtung für wohldosierte Bremsvorgänge notwendig ist, in einem Bereich mittlerer bis maximaler Bremsleistungen eine vollständige fremdkraftbetätigte Ansteuerung der Bremseinrichtung erzielt werden, was insbesondere bei Antiblockiersystemen zu einer Entkopplung der von der Bremseinrichtung auf das Fußpedal rückgekoppelten Druckpulse und damit zu einer Steigerung des Sicherheitsgefühls beim Bremsvorgang führt. Außerdem kann für Notbremsungen eine Krafterhöhung für die Bremseinrichtung erzielt werden, um eine maximale Bremsleistung hervorzurufen.In Another embodiment of the invention is the adjusting device for the operation of a Coupling device or a braking device formed. at a coupling device is over the adjusting range, in which the fine metering by the adjusting device guaranteed must be in order to enable jerk-free engagement or disengagement operations of the clutch, to provide a long remaining travel. By means of this long travel is a complete separation of the coupling device also for ensures different wear conditions. When using the adjusting device for a braking device can over the normal operating range of the braking device in which the fine metering the adjusting device for well-dosed braking is necessary, in a range of medium to maximum braking power a complete power-operated Control of the braking device can be achieved, which in particular in anti-lock braking systems for a decoupling of the braking device on the foot pedal feedback pressure pulses and thus leads to an increase in the sense of security during braking. In addition, can for emergency braking a power increase for the Braking device can be achieved to provide maximum braking power cause.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fremdkrafteinrichtung für eine zumindest abschnittsweise Fremdkraftunterstützung des Pedalwegs ausgebildet. Damit kann neben der Pedalwegverkürzung auch eine Verringerung der vom Bediener aufzubringenden Bedienkräfte für die Stelleinrich tung erzielt werden. Die Fremdkraftunterstützung kann längs des gesamten Pedalwegs oder nur abschnittsweise, insbesondere nahe der Maximalposition, vorgesehen sein. Dabei ist insbesondere eine proportionale, wegunabhängige Fremdkraftunterstützung ebenso denkbar wie eine wegabhängige, kennfeldgesteuerte Fremdkraftunterstützung, die in Abhängigkeit vom Pedalweg ein variierendes Unterstützungsniveau zur Verfügung stellt.In an advantageous embodiment The invention relates to the external power device for an at least sections Foreign power assistance of the Pedal way trained. Thus, in addition to the pedal travel shortening as well a reduction of the operator applied for the Stelleinrich device be achieved. The foreign power assistance can along the entire pedal travel or only in sections, especially near the Maximum position, be provided. In particular, a proportional, path-independent Power assistance just as conceivable as a path-dependent, map-controlled power assistance, depending on provides a varying level of support from the pedal travel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Fußpedal im wesentlichen in einer Ebene mit einem Gaspedal des Kraftfahrzeuges angeordnet. Dadurch wird eine Bedienbarkeit der Betätigungsvorrichtung, insbesondere in Notsituationen, verbessert. Der Bediener, der im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs den Fuß auf dem Gaspedal hat, muss zur Betätigung des Fußpedals, das insbesondere als Bremspedal oder Kupplungspedal ausgeführt ist, den Fuß vom Gaspedal nehmen und auf das Fußpedal setzen, um es anschließend mit der Bedienkraft zu beaufschlagen. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist hierbei ein vom Fuß des Bedieners zurückzulegender Bedienweg deutlich kürzer und deutlich einfacher auszuführen, da der Fuß weniger weit zurückgezogen werden muss, um von dem gedrückten Gaspedal auf das in der Ruheposition befindliche Fußpedal gesetzt zu werden. Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung eine Erhöhung der Bediensicherheit und des Komforts. Außerdem wird durch die Zurückversetzung des Fußpedals eine Erhöhung der passiven Sicherheit im Fußraum erreicht, da im Crashfall das Fußpedal weniger weit in den Fußraum hineinragt und somit mehr Raum für eine Bewegung der Füße des Bedieners lässt.In Another embodiment of the invention, the foot pedal is substantially in one Plane arranged with an accelerator pedal of the motor vehicle. Thereby is an operability of the actuator, especially in emergency situations, improved. The server working in the normal driving operation of the motor vehicle has the foot on the gas pedal must for operation the foot pedal, which is designed in particular as a brake pedal or clutch pedal, the foot of Take the accelerator pedal and put it on the foot pedal, after that to apply the operating force. In the embodiment of the invention Here is one from the foot of the Operator's back Operating path significantly shorter and much easier to do, because the foot is less far back must be from the pressed Accelerator pedal set to the foot pedal in the rest position to become. This allows the actuating device according to the invention an increase the operating safety and comfort. In addition, by the retransfer of the foot pedal an increase passive safety in the footwell reached, as in the case of a crash, the foot pedal less far in the footwell protrudes and thus more room for Leaves a movement of the operator's feet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fremdkrafteinrichtung Bestandteil einer als Hydraulikkreis ausgeführten Kopplungseinrichtung und weist eine Druckerzeu gungseinrichtung und/oder eine Druckspeichereinrichtung und/oder ein Steuerventil auf. Eine Kopplungseinrichtung ermöglicht die Übertragung der Pedalarbeit vom Fußpedal auf die Stelleinrichtung mittels eines im wesentlichen geschlossenen Hydrauliksystems. Die vom Bediener aufgebrachte Pedalkraft wird in einen hydraulischen Druck gewandelt, der über ein Rohr- und/oder Schlauchsystem an die Stelleinrichtung übertragen wird und dort in eine Stellkraft umgesetzt wird. Um die erfindungsgemäße Fremdkraftunterstützung für den über den Stellbereich hinausgehenden Stellweg bzw. für den gesamten Stellweg zur Verfügung stellen zu können, ist an der Kopplungseinrichtung zumindest eine Druckerzeugungseinrichtung, die insbesondere als hydraulische Pumpe ausgeführt sein kann, und/oder eine Druckspeichereinrichtung vorgesehen. Damit kann der hydraulische Druck in der Kopplungseinrichtung ohne Zutun des Bedieners erhöht werden, so dass die gewünschte Fremdkraftunterstützung ermöglicht wird. Für eine erfindungsgemäße Fremdkraftunterstützung ist an der Kopplungseinrichtung ein Steuerventil vorgesehen, dass den in der Druckspeichereinrichtung gespeicherten bzw. von der Druckerzeugungseinrichtung hervorgerufenen Hydraulikdruck bedarfsabhängig der Kopplungseinrichtung zuführt.In an advantageous embodiment of the invention, the external power device is part of a running as a hydraulic circuit coupling device and has a Druckerzeu supply device and / or a pressure storage device and / or a control valve. A coupling device allows the transmission of the pedal work from the foot pedal on the adjusting device by means of a substantially closed hydraulic system. The pedal force applied by the operator is converted into a hydraulic pressure, which is transmitted via a pipe and / or hose system to the adjusting device and is converted there into a positioning force. In order to be able to provide the inventive external power assistance for the actuating travel beyond the control range or for the entire actuating travel, at least one pressure generating device, which may be designed in particular as a hydraulic pump, and / or an accumulator device is provided on the coupling device. Thus, the hydraulic pressure in the coupling device can be increased without intervention of the operator, so that the desired power assistance is made possible. For a power assistance according to the invention, a control valve is provided on the coupling device that supplies the coupling device stored in the pressure storage device or caused by the pressure generating device as required.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Fremdkrafteinrichtung mit der Stelleinrichtung in Reihe oder parallel geschaltet. Damit kann in einfacher Weise eine Kombination der Stelleinrichtung mit einer gänzlich anders gearteten Fremdkrafteinrichtung verwirklicht werden. Beispielsweise ist eine Kombination der als Hydrauliksystem ausgeführten Stelleinrichtung mit einer als elektrischer oder pneumatischer Antrieb ausgeführten Fremdkrafteinrichtung durch Reihenschaltung verwirklichbar. Während durch die Stelleinrichtung eine vollständig mechanische Kopplung zwischen dem Fußpedal und der Funktionseinrichtung erzielt wird, die für eine Betriebs sicherheit der Betätigungsvorrichtung von hoher Bedeutung ist, kann die Fremdkrafteinrichtung mechanisch entkoppelt vom Fußpedal ausgeführt sein. Dadurch lässt sich in einfacher Weise eine kennfeldgesteuerte Fremdkraftunterstützung für den Stellbereich der Stelleinrichtung verwirklichen, was unter Komfortgesichtspunkten von Interesse ist. Darüber hinaus kann bei geeigneter Ausgestaltung der Fremdkrafteinrichtung eine zusätzliche Sicherheitsebene für die Betätigung der Funktionseinrichtung geschaffen werden, da eine parallele oder unabhängige Ansteuerung der Funktionseinrichtung durch die Stelleinrichtung und die in Reihe geschaltete Fremdkrafteinrichtung möglich ist.In Another embodiment of the invention is the external power device connected in series or in parallel with the adjusting device. In order to can easily a combination of the actuator with a completely different kind of foreign equipment can be realized. For example is a combination of running as a hydraulic system actuator with a designed as an electric or pneumatic drive power unit Can be realized by series connection. While by the adjusting device a complete one mechanical coupling between the foot pedal and the functional device is achieved for an operating safety of the actuator is of great importance, the foreign power device can be mechanical decoupled from the foot pedal be executed. By doing so leaves In a simple way, a map-controlled power assistance for the control range realize the adjusting device, which in terms of comfort is of interest. About that In addition, in a suitable embodiment of the power unit an additional Security level for the operation the functional device are created as a parallel or independent control the functional device by the adjusting device and in series switched external power device is possible.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das anhand der Figuren dargestellt ist. Dabei zeigt:Further Advantages and features of the invention will become apparent from the following Description of a preferred embodiment based on the figures is shown. Showing:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung mit hydraulischer Kopplungseinrichtung und einer integrierten, hydraulischen Fremdkrafteinrichtung, 1 a schematic representation of a first embodiment of an actuating device with hydraulic coupling device and an integrated, hydraulic power unit,

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung mit Kopplungseinrichtung und einer integrierten, elektrischen Fremdkrafteinrichtung, und 2 a schematic representation of a second embodiment of an actuator with coupling device and an integrated, electrical power unit, and

3 ein Kraft-Weg-Diagramm für eine erfindungsgemäße Fremdkraftunterstützung der Funktionseinrichtung. 3 a force-displacement diagram for a novel power assistance of the functional device.

Eine Betätigungsvorrichtung 1 für eine kraftbetätigte Funktionseinrichtung 2 eines Kraftfahrzeugs weist ein Fußpedal 3, das entlang eines Pedalwegs 4 zwischen einer Ruheposition 5 und einer Maximalposition 6 betätigbar ist. Mit dem Fußpedal 3 ist eine Stelleinrichtung 7 bewegungsgekoppelt, die entlang eines Stellwegs 8 zwischen einer Ruheposition 9 und einer Funktionsposition 10 für eine Ansteuerung der Funktionseinrichtung 2 vorgesehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Funktionseinrichtung 2 eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der die Ruheposition 9 eine reibschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsscheiben beschreibt, während die Funktionsposition 10 den ausgekuppelten Zustand beschreibt. Der Stellweg 8 weist dabei einen Stellbereich 11 für eine Feindosierung der Funktionseinrichtung auf. Der Stellbereich 11 ist im wesentlichen durch den Pedalweg 4 bis zur Maximalposition 6 des Fußpedals 3 ansteuerbar, während eine Fremdkrafteinrichtung 12 für eine vollständig fremdkraftbetätigte Ansteuerung des restlichen Stellwegs 13 vorgesehen ist. Das Fußpedal 3 ist an einer Drehlagerung 14 schwenkbeweglich in einem Fußraum eines Kraftfahrzeugs angebracht und wirkt als Betätigungshebel für einen Kupplungsgeberzylinder 15, der eine Komponente einer als Hydrauliksystem ausgeführten Kopplungseinrichtung 16 ist. Alle in den Figuren dargestellten Dimensionen sind nicht maßstäblich und sind daher lediglich als prinzipielle Angaben zu verstehen.An actuator 1 for a power-operated functional device 2 of a motor vehicle has a foot pedal 3 That's along a pedal path 4 between a resting position 5 and a maximum position 6 is operable. With the foot pedal 3 is an adjusting device 7 motion coupled, along a travel path 8th between a resting position 9 and a functional position 10 for a control of the functional device 2 is provided. In the present embodiment, the functional device 2 a coupling device for a motor vehicle, wherein the rest position 9 describes a frictional connection between clutch discs, while the functional position 10 describes the disengaged state. The travel path 8th has a setting range 11 for a fine metering of the functional device. The adjustment range 11 is essentially by the pedal travel 4 up to the maximum position 6 of the foot pedal 3 controllable while a foreign power device 12 for a completely power-operated control of the remaining travel 13 is provided. The foot pedal 3 is on a pivot bearing 14 pivotally mounted in a footwell of a motor vehicle and acts as an actuating lever for a clutch master cylinder 15 , which is a component of a coupling device designed as a hydraulic system 16 is. All dimensions shown in the figures are not to scale and are therefore to be understood as a matter of principle only.

Von dem Kupplungsgeberzylinder 15 verläuft eine Druckleitung 17 zur Übertragung eines von einem Bediener durch Betätigung des Fußpedals 3 aufgebrachten hydraulischen Drucks zu einer als Kupplungsnehmerzylinder 18 ausgeführten Stelleinrichtung. Der Kupplungsnehmerzylinder 18 ist über eine Kolbenstange 19 mit einem Steuerkolben 20 der Fremdkrafteinrichtung 12 verbunden. Der Steuerkolben 20 ist in einer gemeinsamen Zylinderbohrung 21 mit einem Arbeitskolben 22 untergebracht und schließt mit dem Arbeitskolben 22 ein veränderbares Arbeitsvolumen 23 ein. Der Zylinderbohrung 21 ist eine Versorgungsleitung 24 zugeordnet, die für einen Zu- und Abstrom eines Hydraulikmediums vorgesehen ist. Für einen Zustrom des Hydraulikmediums zwischen den Steuerkolben 20 und den Arbeits kolben 22 ist eine motorbetriebene Hydraulikpumpe 25 sowie ein Druckspeicher 26 vorgesehen, die über ein Überdruckventil 27 gegen Überlastungen abgesichert sind und von einem 3/2-Wegeventil 28 gegenüber dem Arbeitsvolumen 23 abschaltbar sind. Für einen Abstrom des Hydraulikmediums ist eine ebenfalls über das 3/2-Wegeventil 28 schaltbare Abflussleitung 29 vorgesehen, die mit einem Druckreduzierventil 30 versehen ist.From the clutch master cylinder 15 runs a pressure line 17 for transmitting one from an operator by operating the foot pedal 3 applied hydraulic pressure to a clutch slave cylinder 18 executed adjusting device. The clutch slave cylinder 18 is via a piston rod 19 with a control piston 20 the foreign-power facility 12 connected. The control piston 20 is in a common cylinder bore 21 with a working piston 22 housed and closes with the working piston 22 a variable work volume 23 one. The cylinder bore 21 is a supply line 24 assigned, which is provided for an inflow and outflow of a hydraulic medium. For an influx of hydraulic fluid between the control pistons 20 and the working piston 22 is a motor-driven hydraulic pump 25 and a pressure accumulator 26 provided by an overpressure valve 27 protected against overloads and by a 3/2-way valve 28 compared to the work volume 23 can be switched off. For an outflow of the hydraulic medium is also via the 3/2-way valve 28 switchable drain line 29 provided with a pressure reducing valve 30 is provided.

Für eine Aktivierung der Fremdkrafteinrichtung 12 ist eine von dem Fußpedal 3 ansteuerbare Schalteinrichtung 31 vorgesehen, die bei Erreichen der Maximalposition 6 des Fußpedals 3 einen elektrischen Steuerimpuls an das 3/2-Wegeventil 28 abgeben kann, um die gewünschte Fremdkraftunterstützung für die Betätigung der Funktionseinrichtung 2 zu gewährleisten.For activation of the foreign power device 12 is one of the foot pedal 3 controllable switching device 31 provided when reaching the maximum position 6 of the foot pedal 3 an electrical control pulse to the 3/2-way valve 28 can deliver to the desired power assistance for the operation of the functional device 2 to ensure.

Für eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung 1 wird von einem nicht dargestellten Bediener eine Bedienkraft auf das Fußpedal 3 aufgebracht, die aufgrund der schwenkbeweglichen Anbringung des Fußpedals 3 an der Drehlagerung 14 zu einer Drehbewegung des Fußpedals 3 führt, durch die eine Krafteinleitung in den mit dem Fußpedal 3 wirkverbundenen Kupplungsgeberzylinder 15 hervorgerufen wird. Der nicht näher bezeichnete Kolben des Kupplungsgeberzylinders 15 ruft in der Druckleitung 17 einen hydraulischen Druck hervor, der zu einer Kraftübertragung auf die Kolbenstange 19 und den damit verbundenen Steuerkolben 20 bewirkt. Damit wird im Arbeitsvolumen 23 befindliches Hydraulikmedium komprimiert und führt zu einer Kraftbeaufschlagung des Arbeitskolbens 22, der die Funktionseinrichtung 2 ansteuert. Die mit nicht dargestellten Federmitteln vorgespannte Funktionseinrichtung 2 wird durch die eingeleitete Betätigungskraft aus ihrer Funktionsposition auslenkt, wodurch eine Bewegung des unmittelbar gekoppelten Arbeitskolbens 22, des Steuerkolbens 20, der Kolbenstange 19, des Kolbens des Kupplungsgeberzylinders sowie des Kupplungspedals 3 stattfindet. Durch die Auslenkung der als Kupplungseinrichtung ausgeführten Funktionseinrichtung 2 wird eine Auftrennung eines Kraftflusses zwischen einer nicht dargestellten Antriebsmaschine und einem ebenfalls nicht dargestellten Getriebe des Kraftfahrzeugs bewirkt. Dabei wird der Kraftfluss im wesentlichen im Stellbereich der Stelleinrichtung aufgetrennt, während der restliche Stellweg in erster Linie als Sicherheitsreserve für einen Verschleiß der Kupplungseinrichtung vorgesehen ist. Damit ist auch die Feindosierung durch den Bediener im Stellbereich vorzunehmen, während für den restlichen Stellweg lediglich die Stellbewegung als Solche von Bedeutung ist.For an actuation of the actuator 1 is an operator, not shown, an operator on the foot pedal 3 applied due to the pivotal attachment of the foot pedal 3 at the pivot bearing 14 to a rotational movement of the foot pedal 3 leads, through which a force introduction into with the foot pedal 3 operatively connected clutch master cylinder 15 is caused. The unspecified piston of the clutch master cylinder 15 calls in the pressure line 17 a hydraulic pressure resulting in a force transmission to the piston rod 19 and the associated control piston 20 causes. This will work volume 23 located hydraulic medium compressed and leads to a force applied to the working piston 22 , the functional device 2 controls. The biased with spring means not shown functional device 2 is deflected by the initiated actuation force from its operating position, whereby a movement of the directly coupled working piston 22 , of the control piston 20 , the piston rod 19 , the piston of the clutch master cylinder and the clutch pedal 3 takes place. By the deflection of the running as a coupling device functional device 2 a separation of a power flow between a non-illustrated engine and a transmission, also not shown, of the motor vehicle is effected. In this case, the power flow is essentially separated in the control range of the adjusting device, while the remaining travel is provided primarily as a safety margin for wear of the clutch device. This also makes the fine metering by the operator in the setting range, while only the adjusting movement as such is of importance for the remaining travel.

Bei weiter ansteigender Bedienkraft wird das Fußpedal 3 in Richtung der Maximalposition 6 bewegt und kommt bei Erreichen der Maximalposition 6 mit der Schalteinrichtung 31 in Wirkverbindung, wodurch ein Schaltimpuls ausgelöst wird. Der Schaltimpuls führt zu einer Ansteuerung des 3/2-Wegeventils 28, wodurch eine Verbindung zwischen der Hydraulikpumpe 25, dem Druckspeicher 26 und dem Arbeitsvolumen 23 hergestellt wird. Erhält der Bediener seine Bedienkraft auf das Fußpedal 3 aufrecht, so kann Hydraulikmedium in das Arbeitsvolumen 23 einströmen und somit den restlichen Stellweg der Stelleinrichtung zu Ansteuerung der Funktionseinrichtung 1 bewirken. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, bei der eine für den restlichen Stellweg aufzubringende Bedienkraft geringer ist als eine zur Überwindung des Stellbereichs notwendige Bedienkraft, kann ein isobares Einströmen von Hydraulikmedium in das Arbeitsvolumen 23 vorgesehen sein, so dass keine Kraftrückwirkung für den Bediener spürbar ist.When the operating force continues to increase, the foot pedal becomes active 3 in the direction of the maximum position 6 moves and comes when reaching the maximum position 6 with the switching device 31 in operative connection, whereby a switching pulse is triggered. The switching pulse leads to a control of the 3/2-way valve 28 , whereby a connection between the hydraulic pump 25 , the pressure accumulator 26 and the volume of work 23 will be produced. The operator receives his operating force on the foot pedal 3 upright, so can hydraulic medium in the working volume 23 inflow and thus the remaining travel of the actuator to control the functional device 1 cause. In an advantageous embodiment of the invention, in which an operating force to be applied for the remaining travel is less than an operating force necessary to overcome the adjustment range, isobaric inflow of hydraulic medium into the working volume 23 be provided so that no force repercussion for the operator is noticeable.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist unmittelbar an der Kolbenstange 19 des Kupplungsnehmerzy- linders 18 eine parallel geschaltete elektrische Fremdkrafteinrichtung 62 vorgesehen, die als Spindeltrieb ausgeführt ist und von einem Elektromotor betreibbar ist. Zu Ansteuerung der Fremdkrafteinrichtung 62 ist an der Drehlagerung 14 des Fußpedals 3 eine Winkelsensoreinrichtung 82 vorgesehen, die mit einer Steuerungseinrichtung 83 verbunden ist. Bei Aufbringen einer Bedienkraft auf das Fußpedal 3 wird durch die Wirkverbindung des Kupplungsgeberzylinders 15 mit dem Kupplungsnehmerzylinder 18 die oben beschriebene Auslenkung der Funktionseinrichtung 2 hervorgerufen, so dass auch das Fußpedal 3 ausgelenkt wird. Die Winkelsensoreinrichtung gibt dabei ein Positionssignal an die Steuerungseinrichtung 83 ab. Bei Erreichen der Maximalposition 6 wird die Fremdkrafteinrichtung 62 durch die Steuerungseinrichtung 83 aktiviert und erlaubt die Betätigung der Funktionseinrichtung 2 über den Stellbereich 11 hinaus bis zum Ende des Stellwegs in die Funktionsposition 10.At the in 2 illustrated embodiment of the invention is directly on the piston rod 19 of the clutch slave cylinder 18 a parallel external electrical power device 62 provided, which is designed as a spindle drive and is operable by an electric motor. To control the power unit 62 is at the pivot bearing 14 of the foot pedal 3 an angle sensor device 82 provided with a control device 83 connected is. When applying an operating force to the foot pedal 3 is due to the operative connection of the clutch master cylinder 15 with the clutch slave cylinder 18 the deflection of the functional device described above 2 evoked, so that too the foot pedal 3 is deflected. The angle sensor device outputs a position signal to the control device 83 from. When reaching the maximum position 6 becomes the foreign power device 62 by the control device 83 activates and allows the operation of the functional device 2 over the control range 11 out to the end of the travel in the functional position 10 ,

Aus dem in 3 dargestellten Kraft-Weg-Diagramm geht ein exemplarischer Zusammenhang zwischen dem Pedalweg s und der vom Bediener aufzubringenden Bedienkraft F für unterschiedliche Betätigungsvorrichtungen hervor. Dabei beschreibt die aus den Kurvenabschnitten A und B gebildete Kurve einen Kraft-Weg-Verlauf für eine Betätigungsvorrichtung ohne Fremdkraftunterstützung. Mit Betätigung des in der Ruheposition befindlichen Fußpedals ist zunächst eine Bedienkraft FA aufzubringen, die im wesentlichen aus der Vorspannung der Funktionseinrichtung resultiert. Mit zunehmendem Pedalweg nimmt die Bedienkraft bis zu einem Scheitelpunkt ebenfalls zu, um dann anschließend abzufallen, was sich durch die Hebelverhältnisse zwischen Fußpedal und Kupplungsgeberzylinder und durch die konstruktive Ausgestaltung der Funktionseinrichtung erklärt. Kurz hinter dem Scheitelpunkt endet der mit I gekennzeichnete, in der Ruheposition des Fußpedals beginnende Stellbereich 11, und es schließt sich der restliche Stellweg an, der mit II gekennzeichnet ist. Die Maximalposition des Fußpedals ist bei MO erreicht. Die unter der Kurve eingeschlossene Fläche, die aus den Flächenabschnitten X, Y und Z gebildet ist, beschreibt die vom Bediener aufzubringende Pedalarbeit, die das Produkt aus Kraft und Weg darstellt.From the in 3 illustrated force-displacement diagram is an exemplary relationship between the pedal travel s and applied by the operator operating force F for different actuators out. Here, the curve formed from the curve sections A and B describes a force-displacement curve for an actuator without power assistance. Upon actuation of the foot pedal located in the rest position, first an operating force FA is to be applied, which essentially results from the pretensioning of the functional device. As the pedal travel increases, the operating force also increases up to a vertex, only to then fall off, which is explained by the lever ratios between foot pedal and clutch master cylinder and by the design of the functional device. Shortly after the vertex ends the marked I, in the rest position the foot pedal starting adjustment range 11 , and it is followed by the rest of the travel, which is marked with II. The maximum position of the foot pedal is reached at MO. The area enclosed by the curve, which is formed by the surface sections X, Y and Z, describes the pedal work to be applied by the operator, which represents the product of force and displacement.

Die mit C gekennzeichnete Kurve beschreibt einen Kraft-Weg-Verlauf für eine fremdkraftunterstützte Betätigungsvorrichtung, bei der bereits ab der Ruheposition eine Fremdkraftunterstützung vorgesehen ist und die mit dem Ende des Stellbereiches eine vollständig fremdkraftbetätigte Ansteuerung der Stelleinrichtung vorsieht. Dadurch ist die Maximalposition Ml früher erreicht als bei der Betätigungsvorrichtung ohne Fremdkrafteinrichtung. Die vom Bediener zu erbringende Pedalarbeit wird durch die Fläche Y gekennzeichnet. Bis zum Ende des Stellbereichs 11 wird durch die Fremdkrafteinrichtung zusätzlich die Fremdarbeit X erbracht, nach Erreichen des Stellbereichs erbringt der Bediener keine weitere Pedalarbeit, die zur Betätigung der Funktionseinrichtung benötigte, durch den Flächenabschnitt Z beschriebene Stellarbeit wird ausschließlich durch die Fremdkrafteinrichtung erbracht.The curve marked C describes a force-displacement curve for a power-assisted operating device, in which an external power assistance is provided already from the rest position and provides with the end of the control range a fully power-operated control of the actuator. As a result, the maximum position Ml is reached earlier than in the actuating device without external force device. The pedal work to be performed by the operator is indicated by the area Y. Until the end of the parking area 11 If the external work X is additionally provided by the external power unit, after reaching the setting range, the operator does not provide any further pedal work, the work required to actuate the functional unit as described by the area portion Z is provided exclusively by the external power unit.

Claims (8)

Betätigungsvorrichtung (1) für eine kraftbetätigte Funktionseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Fußpedal (3), das entlang eines Pedalwegs (4) zwischen einer Ruheposition (5) und einer Maximalposition (6) betätigbar ist und einer Stelleinrichtung (7), die bewegungsgekoppelt mit dem Fußpedal ausgebildet ist und entlang eines Stellwegs (8) zwischen einer Ruheposition (9) und einer Funktionsposition (10) für eine Ansteuerung der Funktionseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Stellweg einen Stellbereich (11) für eine Feindosierung der Funktionseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbereich im wesentlichen durch den Pedalweg bis zur Maximalposition des Fußpedals ansteuerbar ist und eine Fremdkrafteinrichtung (12) für eine vollständig fremdkraftbetätigte Ansteuerung des restlichen Stellwegs (13) vorgesehen ist.Actuating device ( 1 ) for a power-operated functional device ( 2 ) of a motor vehicle, with a foot pedal ( 3 ) along a pedal travel ( 4 ) between a rest position ( 5 ) and a maximum position ( 6 ) and an actuating device ( 7 ) which is motion-coupled with the foot pedal and along a travel path ( 8th ) between a rest position ( 9 ) and a functional position ( 10 ) is provided for a control of the functional device, wherein the travel has a control range ( 11 ) for a fine metering of the functional device, characterized in that the adjustment range can be actuated essentially by the pedal travel up to the maximum position of the foot pedal and a third-party force device ( 12 ) for a completely power-operated control of the remaining travel ( 13 ) is provided. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkrafteinrichtung durch fußpedalabhängige Aktivierungsmittel (31, 82), insbesondere durch Sensormittel, ansteuerbar ist.Actuating device according to claim 1, characterized in that the external force device by Fußpedalabhängige activating means ( 31 . 82 ), in particular by sensor means, is controllable. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Fußpedal ansteuerbare Stellbereich 10% bis 90% des Stellwegs, insbesondere 20% bis 50% des Stellwegs, beträgt.actuator according to claim 1, characterized in that the controllable with the foot pedal Adjustment range 10% to 90% of the travel, in particular 20% to 50% of the travel. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung für die Betätigung einer Kupplungseinrichtung oder einer Bremseinrichtung ausgebildet ist.actuator according to claim 1, characterized in that the adjusting device for the activity a coupling device or a braking device is formed is. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkrafteinrichtung für eine zumindest abschnittsweise, insbesondere proportionale oder kennfeldgesteuerte, Fremdkraftunterstützung des Pedalwegs ausgebildet ist.actuator according to claim 1, characterized in that the external power device for one at least in sections, in particular proportional or map-controlled, Power assistance the pedal travel is formed. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußpedal im wesentlichen in einer Ebene mit einem Gaspedal des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.actuator according to claim 1, characterized in that the foot pedal in essential in a plane with an accelerator pedal of the motor vehicle is arranged. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkrafteinrichtung Bestandteil einer als Hydraulikkreis ausgeführten Kopplungseinrichtung (16) ist und eine Druckerzeugungseinrichtung (25) und/oder eine Druckspeichereinrichtung (26) und/oder ein Steuerventil (28) aufweist.Actuating device according to claim 1, characterized in that the external power device is part of a coupling device designed as a hydraulic circuit ( 16 ) and a pressure generating device ( 25 ) and / or an accumulator device ( 26 ) and / or a control valve ( 28 ) having. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkrafteinrichtung mit der Stelleinrichtung in Reihe oder parallelgeschaltet ist und insbesondere als elektrischer oder pneumatischer Antrieb ausgeführt ist.actuator according to claim 1, characterized in that the external power device is connected in series or in parallel with the adjusting device, and is designed in particular as an electric or pneumatic drive.
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