DE102015214634A1 - Clutch pedal unit with progressive force feedback - Google Patents
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Abstract
Eine Kupplungspedaleinheit für ein elektrisch betätigtes Kupplungssystem (10) mit einem Gehäuse (24), einem Pedal (26) und einem Positionssensor (32). Die Kupplungspedaleinheit weist ein Rückkopplungsfederelement (42) auf, das ein Rückkopplungsmoment auf das Pedal (26) in Richtung einer Ruheposition ausübt. Beim Betätigen des Pedals (26) in Richtung einer Betätigungsendposition wird das Rückkopplungsfederelement (42) komprimiert und schwenkt über sein erstes Ende (44) am Gehäuse (24) in Richtung einer Pedalschwenkachse (30). In der Betätigungsendposition verläuft eine Längsachse (52) des Rückkopplungsfederelementes (42) im Wesentlichen parallel zu einer Verbindungslinie (54) zwischen dem ersten Ende (44) und der Pedalschwenkachse (30).A clutch pedal unit for an electrically operated clutch system (10) comprising a housing (24), a pedal (26) and a position sensor (32). The clutch pedal unit includes a feedback spring member (42) that applies a feedback torque to the pedal (26) toward a rest position. Upon actuation of the pedal (26) towards an actuation end position, the feedback spring element (42) is compressed and pivots via its first end (44) on the housing (24) in the direction of a pedal pivot axis (30). In the actuation end position, a longitudinal axis (52) of the feedback spring element (42) extends substantially parallel to a connecting line (54) between the first end (44) and the pedal pivot axis (30).
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft Kupplungssysteme für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kupplungspedaleinheit für ein elektrisch betätigtes Kupplungssystem. The invention relates to coupling systems for motor vehicles. In particular, the invention relates to a clutch pedal unit for an electrically operated clutch system.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
In modernen Kraftfahrzeugen werden anstelle der bisherigen hydraulischen oder mechanischen Kupplungssysteme zunehmend elektrische Kupplungssysteme eingesetzt. Dies bedeutet, dass ein Kraftfluss beispielsweise zwischen Motor und Getriebe nicht durch hydraulische Systeme eingekoppelt bzw. entkoppelt wird, sondern beispielsweise ein elektrisch betriebener Aktuator zur Kupplungsbetätigung eingesetzt werden kann. In modern motor vehicles, electrical coupling systems are increasingly being used instead of the previous hydraulic or mechanical clutch systems. This means that a power flow, for example, between the engine and transmission is not coupled or decoupled by hydraulic systems, but for example, an electrically operated actuator can be used for clutch actuation.
Dies kann Vorteile hinsichtlich eines Kraftstoffverbrauchs oder hinsichtlich eines Fahrkomforts haben, weil die Kupplung durch eine Person, beispielsweise einem Fahrer eines Kraftfahrzeuges, kontrolliert betätigt werden kann und beispielsweise ein Kuppelvorgang entsprechend der jeweils aktuellen Position eines betätigten Pedals vorgenommen werden kann. Diese Positionsinformationen können beispielsweise über einen Positionssensor bereitgestellt werden, der am Pedal angebracht ist und mithilfe geeigneter und im Stand der Technik bekannter Messmethoden eine Position des Pedals gegenüber beispielsweise einem Gehäuse ermittelt und als elektrisches Signal einem Steuergerät des Aktuator zur Verfügung stellen kann. Bekannte Methoden sind beispielsweise Hall-Geber oder potentiometerbasierte Systeme. This can have advantages in terms of fuel consumption or ride comfort, because the clutch can be controlled by a person, for example, a driver of a motor vehicle, controlled and, for example, a dome operation can be made according to the current position of an actuated pedal. This position information can be provided, for example, via a position sensor which is mounted on the pedal and can determine a position of the pedal relative to, for example, a housing by means of suitable and known in the art measuring methods and provide an electrical signal to a control unit of the actuator available. Known methods are, for example, Hall sensors or potentiometer-based systems.
Aus der
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass in herkömmlichen Kupplungssystemen der Fahrer eines Kraftfahrzeuges bei der Betätigung des Kupplungspedals typischerweise eine Gegenkraft oder ein Gegenmoment, beispielsweise am Fuß wahrnimmt, da das Pedal automatisch beispielsweise über Federmechanismen in seine Ausgangsposition oder Ruheposition zurückgedrückt wird. The invention is based on the recognition that in conventional clutch systems, the driver of a motor vehicle during the operation of the clutch pedal typically a counterforce or a counter-torque, for example on the foot perceives, since the pedal is automatically pushed back, for example via spring mechanisms in its home position or rest position.
Durch die mechanischen oder hydraulischen Kupplungsprinzipien ergibt sich allerdings aufgrund der Mechanik oder aufgrund der durch die Hydraulikflüssigkeiten verursachten Effekte bei den herkömmlichen Kupplungssystemen eine bestimmte von der Auslenkung des Pedals abhängige Rückkopplungscharakteristik eines Pedalmoments oder Pedalkraft. Mit anderen Worten ergibt sich häufig bei Auslenkung des Pedals ein progressives, nichtlineares Rückkopplungsmoment, dessen Charakteristik von vielen Personen als typisch oder gewohnt für eine klassische Kraftfahrzeugkupplung wahrgenommen werden kann. Unter „progressiv“ soll hier bei linearer Auslenkung des Pedals ein anfänglich gegenüber einem linearen Verlauf überproportional ansteigendes Moment verstanden werden, das danach mit einer im Vergleich zum linearen Verlauf geringeren Zunahme einen Maximalwert erreicht. Due to the mechanical or hydraulic clutch principles, however, due to the mechanics or due to the effects caused by the hydraulic fluids in the conventional clutch systems results in a certain dependent on the deflection of the pedal feedback characteristic of a pedal torque or pedal force. In other words, when the pedal is deflected, there is often a progressive, non-linear feedback torque whose characteristic can be perceived by many people as typical or usual for a classic motor vehicle clutch. By "progressive", linear displacement of the pedal should be understood to mean an initially disproportionately increasing moment compared to a linear progression, which then reaches a maximum value with a smaller increase compared to the linear progression.
Ausführungsformen der Erfindung können vorteilhaft ein von konventionellen Kupplungssystemen bekanntes oder vertrautes Rückkopplungsverhalten ohne nachteilige Wechselwirkung mit einem Positionssensor der Kupplungspedaleinheit erzielen, was eine Bedienungsfreundlichkeit einer Kupplungspedaleinheit verbessern kann. Durch Verringerung mechanischer Komponenten im Vergleich zu konventionellen Systemen können weiterhin Reibung und Verschleiß verringert werden. Embodiments of the invention can advantageously achieve a known or familiar feedback behavior from conventional clutch systems without adversely interacting with a position sensor of the clutch pedal unit, which can improve ease of operation of a clutch pedal unit. By reducing mechanical components compared to conventional systems, friction and wear can be further reduced.
Der weiter unten beschriebenen Erfindung liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Elektrisch betätigte Kupplungssysteme, also sogenannte e-Clutch-Systeme oder Clutch-by-wire-Systeme, beruhen insbesondere in Bezug auf die Betätigung auf einem grundsätzlich anderen technischen Prinzip als herkömmliche Kupplungssysteme. So weisen e-Clutch-Systeme in der Regel Positionssensoren zur Steuerung des Kupplungssystems auf. Durch den Verzicht auf herkömmliche hydraulische oder mechanische Betätigungsmechanismen und die Umstellung auf eine indirekte Kupplungsbetätigung über elektrische Sensoren und Aktuatoren (clutch-by-wire) entfällt meist auch das typische, dem Kraftfahrzeugfahrer bekannte und vertraute Rückkoppelverhalten an der Kupplungspedaleinheit. Um dem Fahrer höheren Bedienkomfort zu bieten, wäre es also wünschenswert, diese dem Fahrer vertraute progressive Rückkopplung der Kupplungspedaleinheit auch bei Verwendung von elektrisch betätigten Kupplungssystemen so gut wie möglich zu simulieren. Dabei soll eine Wechselwirkung zwischen einem Positionssensor, der eine aktuelle Position oder Auslenkung des Pedals erfasst, und einem Rückkopplungsmechanismus minimiert werden, um beispielsweise Messwerte nicht zu verfälschen. The invention described below is based inter alia on the following considerations. Electrically actuated clutch systems, so-called e-clutch systems or clutch-by-wire systems, based in particular with respect to the operation of a fundamentally different technical principle than conventional clutch systems. For example, e-clutch systems typically have position sensors to control the clutch system. By dispensing with conventional hydraulic or mechanical actuation mechanisms and switching to an indirect clutch actuation via electric sensors and actuators (clutch-by-wire) usually eliminates the typical, familiar to the motorist and familiar feedback behavior on the clutch pedal unit. In order to provide the driver with greater ease of use, it would therefore be desirable to simulate as well as possible the driver's familiar progressive feedback of the clutch pedal unit even when using electrically actuated clutch systems. In this case, an interaction between a position sensor, which detects a current position or deflection of the pedal, and a feedback mechanism should be minimized so as not to falsify measured values.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Es wird daher eine Kupplungspedaleinheit für ein elektrisch betätigtes Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, das ein Gehäuse aufweist sowie ein Pedal, das zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsendposition schwenkbar über eine Pedalschwenkachse am Gehäuse angebracht ist. Die Betätigungsendposition kann so verstanden werden, dass sich das Pedal im Wesentlichen am Ende eines möglichen Auslenkungsweges befindet, das Pedal also im allgemeinen Sprachgebrauch als „durchgetreten“ bezeichnet ist. Hierbei kann eine Kupplung eine im Wesentlichen vollständig offenen Zustand aufweisen bzw. sich in ihrer Endposition befinden. Die Kupplungspedaleinheit weist weiterhin einen Positionssensor auf, der ausgestaltet ist, ein elektrisches Steuersignal in Abhängigkeit einer Winkelposition des Pedals relativ zum Gehäuse zu generieren. Dies kann beispielsweise ein Potentiometer oder ein Hallsensor sein, der beispielsweise am Gehäuse angebracht ist und über elektrische Kontakte ein elektrisches Steuersignal bereitstellt, das zur Weiterverarbeitung an weitere Steuersysteme und den Aktuator weitergegeben werden kann. There is therefore proposed a clutch pedal unit for an electrically operated clutch system of a motor vehicle having a housing and a pedal which is mounted between a rest position and a Betätigungsendposition pivotally via a pedal pivot axis on the housing. The operation end position can be so be understood that the pedal is located substantially at the end of a possible deflection path, the pedal is thus referred to in common usage as "leaked". In this case, a clutch may have a substantially completely open state or be in its end position. The clutch pedal unit further includes a position sensor configured to generate an electrical control signal in response to an angular position of the pedal relative to the housing. This may be, for example, a potentiometer or a Hall sensor, which is for example attached to the housing and provides electrical contacts via an electrical control signal that can be passed on to further control systems and the actuator for further processing.
Die Kupplungspedaleinheit weist weiterhin ein Rückkopplungsfederelement auf, das ausgestaltet ist, ein Rückkopplungsmoment auf das Pedal in Richtung der Ruheposition des Pedals zu erzeugen. Mit anderen Worten entspricht dieses Rückkopplungsmoment zumindest teilweise dem Gegendruck an der Kupplungspedaleinheit, das der Fahrer eines Kraftfahrzeuges wahrnimmt. Dieses Rückkopplungsfederelement stützt sich so mit einem ersten Ende schwenkbar am Gehäuse ab und ist mit einem zweiten Ende schwenkbar am Pedal außerhalb der Pedalschwenkachse angeordnet, dass sich das zweite Ende beim Betätigen des Pedals durch Kompression des Rückkopplungsfederelements auf das erste Ende zubewegt und dabei das Rückkopplungsfederelement eine Schwenkbewegung um sein erstes Ende am Gehäuse ausführt. Mit anderen Worten wird beim Betätigen des Pedals in einer Schwenkbewegung das Rückkopplungsfederelement zusammengedrückt oder komprimiert. Gleichzeitig erfolgt durch eine bogenförmige Bewegung des zweiten Endes des Rückkopplungsfederelements bedingt durch die Pedaldrehung und durch die schwenkbare Fixierung des ersten Endes am Gehäuse eine Kippbewegung oder Schwenkbewegung in Richtung der Pedalschwenkachse. The clutch pedal unit further includes a feedback spring element configured to generate a feedback torque on the pedal toward the rest position of the pedal. In other words, this feedback torque at least partially corresponds to the back pressure on the clutch pedal unit, which the driver of a motor vehicle perceives. This feedback spring member is pivotally supported at a first end on the housing and is pivotally mounted at a second end of the pedal outside the pedal pivot axis, that the second end moves upon actuation of the pedal by compression of the feedback spring member to the first end while the feedback spring element a Pivoting movement around its first end on the housing executes. In other words, upon actuation of the pedal in a pivotal movement, the feedback spring element is compressed or compressed. At the same time takes place by an arcuate movement of the second end of the feedback spring element due to the pedal rotation and the pivotal fixing of the first end on the housing a tilting or pivoting movement in the direction of the pedal pivot axis.
Das Rückkopplungsfederelement ist so ausgeführt und sein erstes und zweites Ende so angeordnet, dass in der Betätigungsendposition eine Längsachse des Rückkopplungsfederelementes nahezu parallel zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Ende und der Pedalschwenkachse verläuft. Dabei kann die Kupplungspedaleinheit derart ausgebildet sein, dass in der Betätigungsendposition eine parallele Lage der Längsachse des Rückkopplungsfederelementes und der Verbindungslinie zwischen dem ersten Ende und der Pedalschwenkachse in der Betätigungsendposition noch nicht erreicht ist. Die Längsachse des Rückkopplungsfederelements verläuft dabei durch das erste und zweite Ende des Rückkopplungsfederelements. Mit anderen Worten wird hier der Effekt ausgenutzt, dass eine vom komprimierten Rückkopplungsfederelement ausgehende Kraft bei fortschreitender Auslenkung des Pedals zunehmend in Richtung auf einen Drehpunkt des Pedals an der Pedalschwenkachse wirkt. The feedback spring element is configured and arranged with its first and second ends such that in the actuation end position, a longitudinal axis of the feedback spring element is nearly parallel to a connecting line between the first end and the pedal pivot axis. In this case, the clutch pedal unit may be formed such that in the Betätigungsendposition a parallel position of the longitudinal axis of the feedback spring element and the connecting line between the first end and the pedal pivot axis in the Betätigungsendposition not yet reached. The longitudinal axis of the feedback spring element extends through the first and second ends of the feedback spring element. In other words, the effect is exploited here that a force originating from the compressed feedback spring element acts progressively in the direction of a pivot point of the pedal on the pedal pivot axis as the deflection of the pedal progresses.
In dieser Situation wirkt somit in Richtung der Ruheposition des Pedals immer weniger Rückkopplungsmoment, der Fahrer des Kraftfahrzeuges würde ohne Vorhandensein weiterer Rückstellmechanismen immer weniger Gegendruck am Pedal spüren. Im Ergebnis ergibt sich ein relativ zur Auslenkung des Pedals zunächst ansteigendes Rückkopplungsmoment, welches bei weiterer Auslenkung des Pedals dann bis zur Betätigungsendposition wieder abnimmt. Es kann eine Ausführungsform geben, in der eine auch als Totpunkt zu bezeichnende genau parallele Lage nicht erreicht und damit auch nicht überschritten wird. In this situation, therefore, less and less feedback torque acts in the direction of the rest position of the pedal, the driver of the motor vehicle would feel less and less back pressure on the pedal without the presence of further return mechanisms. The result is a relative to the displacement of the pedal initially increasing feedback torque, which then decreases on further deflection of the pedal to the Betätigungsendposition again. There may be an embodiment in which a dead center to be designated exactly parallel position is not reached and thus not exceeded.
Dies ist dadurch begründet, dass unter Anwendung der Drehmomentrelation M = R × F, mit M als Drehmoment, R als dem Hebelarm und F als der Federkraft, in der Betätigungsendposition der Hebelarm Null oder zumindest ungefähr Null beträgt und dadurch das Drehmoment bzw. das Rückkopplungsmoment ebenfalls Null beträgt. In der Ruheposition beträgt dagegen die Federkraft des Rückkopplungsfederelements Null oder ungefähr Null, so dass auch in der Ruheposition das Rückkopplungsmoment Null oder nahezu Null beträgt. Die Kupplungspedaleinheit kann so ausgebildet sein, dass diese auch als Totpunkt zu bezeichnende Schnittpunktanordnung nicht erreicht und damit auch nicht überschritten wird, auch nicht in der Betätigungsendposition. This is because, using the torque relation M = R × F, with M as the torque, R as the lever arm and F as the spring force, in the operation end position, the lever arm is zero or at least about zero and thereby the torque and the feedback torque, respectively is also zero. In the rest position, in contrast, the spring force of the feedback spring element is zero or approximately zero, so that even in the rest position, the feedback torque is zero or almost zero. The clutch pedal unit may be designed so that it is not reached as a dead center to be designated intersection arrangement and thus not exceeded, not even in the Betätigungsendposition.
Der Begriff „Nahezu“ im Zusammenhang mit dem Ausdruck „nahezu parallel“ soll hier einen Winkelbereich beschreiben, in dem das Rückstellmoment gegenüber seinem vorherigen Maximalwert deutlich abgenommen hat oder in exakt paralleler Lage sogar Null beträgt, sodass ein nichtlineares Rückkoppelverhalten erreicht wird. Die „nahezu parallele“ Lage kann einen Winkelbereich um die parallele Lage der Längsachse des Rückkopplungsfederelementes und der Verbindungslinie von beispielsweise plus/minus 10 Grad bedeuten. In einem Beispiel beschreibt dieser Winkelbereich die parallele Lage plus/minus 5 Grad. In einem weiteren Beispiel beschreibt dieser Winkelbereich die parallele Lage plus/minus 3 Grad. The term "almost" in connection with the term "nearly parallel" is intended here to describe an angular range in which the restoring torque has decreased significantly compared to its previous maximum value or even zero in exactly parallel position, so that a non-linear feedback behavior is achieved. The "nearly parallel" position may mean an angular range about the parallel position of the longitudinal axis of the feedback spring element and the connection line of, for example, plus /
Bei bekannten Lösungen mit Rückkopplungsfederelementen dienen die Federelemente meist dazu, den Fahrer oder Bediener beim Betätigen des Kupplungssystems zu unterstützen, indem die Federkraft des Rückkopplungsfederelements zusätzlich zur Erzeugung eines Moments in Richtung der Betätigungsendposition genutzt wird. Derartige Rückkopplungsfederelemente überschreiten bei Betätigung des Pedals zunächst einen Totpunkt. Dabei kann der Totpunkt als die parallele Lage der Längsachse des Rückkopplungsfederelementes und der oben beschriebenen Verbindungslinie gesehen werden. Im Gegensatz dazu wird der Totpunkt hier nicht erreicht und daher auch nicht überschritten und unterscheidet sich damit in seiner Funktionsweise grundlegend. In known solutions with feedback spring elements, the spring elements usually serve to assist the driver or operator in operating the coupling system by utilizing the spring force of the feedback spring element in addition to generating a moment in the direction of the actuation end position. Such feedback spring elements initially exceed a dead center when the pedal is actuated. there For example, the dead center may be regarded as the parallel position of the longitudinal axis of the feedback spring element and the connection line described above. In contrast, the dead center is not reached here and therefore not exceeded and thus differs fundamentally in its operation.
Ein Gehäuse kann hierbei vollständig geschlossen oder teilweise geöffnet ausgeführt sein und das Rückkopplungsfederelement in seinem Inneren aufnehmen. Dies kann eine kompakte und platzsparende Bauweise ermöglichen. A housing may in this case be executed completely closed or partially open and receive the feedback spring element in its interior. This can allow a compact and space-saving design.
Unter einem Pedal kann ein Hebelmechanismus verstanden werden, der es erlaubt, durch die Betätigung beispielsweise mit einem Fuß, ein ausreichendes Moment zum Bewegen des Pedals und zur Erzeugung der entsprechenden Stellgrößen oder Steuergrößen zu erzeugen. Das Rückkopplungsfederelement kann verschiedenste Arten elastischer Federelemente mit verschiedensten Federkennlinien aufweisen. Dazu können beispielsweise Torsionsfedern, Biegefedern, Luftfedern, Gasdruckfedern und weitere Arten zählen. A pedal may be understood to mean a lever mechanism that allows, for example by one-foot actuation, sufficient moment to move the pedal and generate the corresponding manipulated variables or control variables. The feedback spring element can have various types of elastic spring elements with a wide variety of spring characteristics. These may include, for example, torsion springs, spiral springs, air springs, gas springs and other types.
In einer Ausführungsform beträgt in der Betätigungsendposition ein Winkel zwischen der Längsachse (
In einer Ausführungsform weist die Kupplungspedaleinheit weiterhin ein Rückstellfederelement auf, das sich am Gehäuse abstützt und im komprimierten Zustand ein Rückstellmoment auf das Pedal in Richtung der Ruheposition ausübt. Dabei überlagern sich das Rückstellmoment und das Rückkopplungsmoment zu einem Gesamtmoment des Pedals. Ein Rückstellfederelement kann ebenfalls verschiedenste Arten elastischer Federelemente mit verschiedensten Federkennlinien aufweisen. Dazu können Torsionsfedern, Biegefedern, Luftfedern, Gasdruckfedern und weitere Arten zählen. Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen werden, dass sich durch die Überlagerung der Federkennlinien der beiden Federelemente ein Verlauf des am Pedal vom Fahrer spürbaren Gesamtmoments ergibt, der dem eines herkömmlichen Kupplungssystems nahekommen kann. In one embodiment, the clutch pedal unit further comprises a return spring element, which is supported on the housing and in the compressed state exerts a restoring torque on the pedal in the direction of the rest position. In this case, the restoring torque and the feedback torque overlap to a total torque of the pedal. A return spring element can also have a wide variety of types of elastic spring elements with a wide variety of spring characteristics. These may include torsion springs, spiral springs, air springs, gas springs and other types. Another advantage can be seen in the fact that the overlapping of the spring characteristics of the two spring elements results in a profile of the total torque perceptible on the pedal by the driver, which can approach that of a conventional clutch system.
In einer Ausführungsform sind die Federelemente, d.h. das Rückkopplungsfederelement und/oder das Rückstellfederelement, so in deren Anordnung gewählt, dass das Gesamtmoment relativ zum Schwenkweg des Pedals einen progressiven Verlauf aufweist. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass beim Betätigen des Pedals und einer angenommenen gleichmäßigen Winkelbewegung des Pedals das Gesamtmoment über den Weg überproportional zunächst bis zu einem Maximalwert ansteigt, beispielsweise mit einem exponentiellen Verlauf. Gemäß einem Beispiel weist das Gesamtmoment relativ zum Schwenkweg des Pedals einen Verlauf auf, dessen Graph einer nach unten geöffneten Parabel entspricht, wobei ein Gesamtmoment zunächst bis zu einem Maximalwert ansteigt und danach wieder in ähnlicher Weise abfällt. Ein Vorteil eines solchen progressiven Verlauf kann darin gesehen werden, dass der Verlauf des Gesamtmoments dem einer konventionellen hydraulischen oder mechanischen Kupplung oder eines Kupplungssystems sehr nahe kommen kann, was einen Bedienkomfort oder Fahrkomfort erhöhen kann. In one embodiment, the spring elements, i. the feedback spring element and / or the return spring element, so chosen in their arrangement that the total torque relative to the pivoting path of the pedal has a progressive course. This may mean, for example, that upon actuation of the pedal and an assumed uniform angular movement of the pedal, the total torque above the way disproportionately first increases up to a maximum value, for example, with an exponential course. According to one example, the total moment relative to the pedal pivoting path has a profile whose graph corresponds to a parabola that is open at the bottom, where a total momentum initially increases to a maximum value and then similarly decreases again. An advantage of such a progressive course can be seen in the fact that the course of the total torque can be very close to that of a conventional hydraulic or mechanical clutch or a clutch system, which can increase operating comfort or ride comfort.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Rückkopplungsfederelement im Gehäuse angeordnet. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine platzsparende kompakte Bauweise erreicht werden. Weiterhin ist das Rückkopplungsfederelement durch seine Lage im Inneren des Gehäuses besser vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Verschmutzung geschützt. In one embodiment of the invention, the feedback spring element is arranged in the housing. As a result, advantageously, a space-saving compact design can be achieved. Furthermore, the feedback spring element is better protected by its location inside the housing from external influences such as pollution.
In einer Ausführungsform können an der Pedalschwenkachse des Pedals ein Betätigungsschenkel zum Betätigen des Pedals, insbesondere durch eine Person, sowie ein Rückstellschenkel und ein Rückkopplungsschenkel angeordnet sein. Dabei liegt der Rückstellschenkel am Rückstellfederelement an und der Rückkopplungsschenkel liegt am zweiten Ende des Rückkopplungsfederelements an. Die Schenkel bieten vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Federelemente an hierfür geeigneten Positionen anzubringen, sodass die Federelemente nicht notwendigerweise ausschließlich am Betätigungsschenkel angreifen müssen. Dabei sind die Schenkel relativ zueinander am Pedal drehfest angeordnet, sodass sich das Rückstellmoment und das Rückkopplungsmoment am Pedal überlagern und ein Gesamtmoment bilden. Die Längen der jeweiligen Schenkel können so ausgelegt werden, dass die zur Kompression der jeweiligen Federelemente notwendigen Kräfte bereitgestellt werden. Mit anderen Worten ist ein ausreichend großer Hebelarm gewählt, um bei der eingesetzten Kraft die Federelemente zusammendrücken zu können. Durch die Verwendung der zwei Schenkel kann die Kupplungspedaleinheit besonders kompakt und platzsparend gebaut werden. Zudem können die Schenkel im Gehäuse angeordnet werden und sind so zusammen mit den Federelementen vor Beschädigung und Verschmutzung besser geschützt. Dadurch wird vorteilhaft die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer erhöht. In einer Ausführungsform sind der Rückstellschenkel und der Rückkopplungsschenkel in Ihrer Längsrichtung radial verlaufend von einem Drehpunkt des Pedals an der Pedalschwenkachse angeordnet. Mit anderen Worten greifen Rückstellschenkel und der Rückkopplungsschenkel unabhängig voneinander am Drehpunkt des Pedals an. Dies kann den Vorteil einer kompakten Bauform und geringen Gehäuseabmessungen haben. In einem Beispiel sind der Betätigungsschenkel, der Rückstellschenkel und der Rückkopplungsschenkel sternförmig um die Pedalschwenkachse angeordnet. Bei dem Rückstellschenkel und dem Rückkopplungsschenkel kann es sich dabei um zwei voneinander separate bzw. räumlich beabstandete Schenkel handeln. In one embodiment, an actuating leg for actuating the pedal, in particular by a person, as well as a return leg and a feedback leg can be arranged on the pedal pivot axis of the pedal. In this case, the return leg is applied to the return spring element and the feedback leg is applied to the second end of the feedback spring element. The legs advantageously offer the possibility of attaching the spring elements to suitable positions, so that the spring elements do not necessarily have to act exclusively on the actuating limb. The legs are relative mutually rotatably arranged on the pedal so that the restoring torque and the feedback torque superimposed on the pedal and form a total moment. The lengths of the respective legs can be designed so that the forces necessary for the compression of the respective spring elements are provided. In other words, a sufficiently large lever arm is selected in order to be able to compress the spring elements when the force is applied. By using the two legs, the clutch pedal unit can be built very compact and space-saving. In addition, the legs can be arranged in the housing and are better protected together with the spring elements from damage and contamination. This advantageously increases the reliability and the service life. In one embodiment, the return leg and the feedback leg are arranged in their longitudinal direction radially extending from a pivot point of the pedal to the pedal pivot axis. In other words, the return leg and the feedback leg engage independently of each other at the pivot point of the pedal. This can have the advantage of a compact design and small housing dimensions. In one example, the actuating leg, the return leg and the feedback leg are arranged in a star shape around the pedal pivot axis. The return leg and the feedback leg may be two separate or spatially spaced legs.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind Befestigungspunkte des Rückstellfederelements am Gehäuse und/oder am Pedal und/oder das erste Ende des Rückstellfederelementes am Gehäuse und oder das zweite Ende des Rückstellfederelements am Pedal in ihrer Position veränderbar. Dies kann den Vorteil haben, dass ein Verlauf des Gesamtmoments über den Weg des Pedals beeinflusst werden kann und gegebenenfalls ein bestimmter, von der Person bevorzugter Verlauf des Gesamtmoments in Abhängigkeit der Winkelbewegung des Pedals eingestellt werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass über einstellbare Aufhängungsmechanismen von einer Gehäuseaußenseite die Befestigungspunkte mittels Werkzeugen, per Hand oder auch mittels Aktuatoren in ihrer Position veränderbar sind. In one embodiment of the invention, attachment points of the return spring element on the housing and / or on the pedal and / or the first end of the return spring element on the housing and or the second end of the return spring element on the pedal in position can be changed. This can have the advantage that a course of the total torque can be influenced by way of the pedal and, if appropriate, a specific, preferred by the person course of the total torque in dependence on the angular movement of the pedal can be adjusted. This can be done, for example, that adjustable attachment mechanisms from a housing outside the attachment points by means of tools, by hand or by means of actuators in position can be changed.
In einer Ausführungsform weist das Rückkopplungsfederelement zwei miteinander kombinierte Federelemente auf. Ein Vorteil kann darin gesehen werden, dass hierdurch eine erhöhte Sicherheit der Kupplungspedaleinheit erreicht werden kann, da bei Ausfall eines Federelementes, beispielsweise Bruch des Federmaterials, das zweite Federelement das Rückstellmoment oder Rückkopplungsmoment bereitstellt. Beispielsweise ändert sich bei Ausfall eines von zwei Federelementen das jeweilige Moment am Pedal und signalisiert so den Ausfall eines Federelementes unter Aufrechterhaltung der grundlegenden Funktion. In one embodiment, the feedback spring element has two spring elements combined with one another. An advantage can be seen in the fact that this increased safety of the clutch pedal unit can be achieved, since in case of failure of a spring element, such as breakage of the spring material, the second spring element provides the restoring torque or feedback torque. For example, changes in case of failure of one of two spring elements, the respective moment on the pedal, thus signaling the failure of a spring element while maintaining the basic function.
In einer Ausführungsform sind die Federelemente zwei konzentrisch angeordnete Schraubenfederelemente. Dabei kann beispielsweise eine im Umfang kleinere Schraubenfeder im Innenbereich einer größeren zweiten Schraubenfeder angeordnet sein und mit entsprechenden Führungsmechanismen stabilisiert sein. Dies kann eine platzsparende Anordnung der beiden Federelemente erlauben. In one embodiment, the spring elements are two concentric coil spring elements. In this case, for example, be arranged in a smaller coil spring in the inner region of a larger second coil spring and be stabilized with appropriate guide mechanisms. This can allow a space-saving arrangement of the two spring elements.
In einer Ausführungsform weist das zweite Ende des Rückkopplungsfederelements in der Betätigungsendposition einen Anschlag auf, sodass eine Bewegung des Pedals in Betätigungsrichtung über die Betätigungsendposition hinaus gehemmt ist. Dies kann den Vorteil haben, dass das Rückkopplungsfederelement nicht in den unerwünschten Bereich weiter schwenkt, bei dem ein Moment in Betätigungsrichtung des Pedals erzeugt wird. In one embodiment, the second end of the feedback spring element has a stop in the actuation end position such that movement of the pedal in the actuation direction beyond the actuation end position is inhibited. This may have the advantage that the feedback spring element does not continue to pivot in the undesired region in which a moment is generated in the direction of actuation of the pedal.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Weder die Beschreibung noch die Figuren sollen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden. Embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Neither the description nor the figures are to be construed as limiting the invention.
Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The drawings are only schematic and not to scale. Basically, identical or similar parts are provided with the same reference numerals.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Detailed description of embodiments
In
In
Beispielsweise kann das Rückstellfederelement
In
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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