DE10021532A1

DE10021532A1 - Fahrpedalmodul

Info

Publication number: DE10021532A1
Application number: DE2000121532
Authority: DE
Inventors: Sandra Steindl; Mario Huesges
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2001-11-08

Abstract

Bei einem Fahrmodul zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs mit einem in einem Lagerbock (11) gegen eine Rückstellfeder (13) schwenkbaren Fahrpedal (10) und mit einer Reibvorrichtung (20) zur Erzeugung einer Krafthysterese beim Betätigen des Fahrpedals (10), die mindestens ein Paar von zwei relativ zueinander verschiebbaren, kraftschlüssig aufeinanderliegenden Reibflächen (22, 23) aufweist, ist zur platzsparenden Unterbringung und guter Einstellbarkeit der Reibvorrichtung (20) mindestens ein Reibelement (21) im Fahrpedal (10) selbst parallel zur Schwenkachse (121) verschieblich aufgenommen und steht aus dem Fahrpedal (10) mit einem die eine Reibfläche (22) tragenden Ende seitlich vor, während die andere Reibfläche (23) an einem in Schwenkrichtung des Fahrpedals (10) verlaufenden Wandteil (111) des Lagerbocks (11) angeordnet ist (Fig. 2).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Fahrpedalmodul zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einem bekannten Fahrpedalmodul dieser Art (DE 44 07 005 C1) weist die Reibvorrichtung ein tassenförmiges Reibelement auf, das mit einer keilförmigen Außenfläche an einer abgeschrägten Innenfläche einer in einem Hebel ausgebildeten Ausnehmung plan anliegt. Der Hebel ist im Lagerbock schwenkbar gehalten und über eine Koppelstange an dem Fahrpedal angelenkt, so daß mit Schwenken des Fahrpedals entsprechend der Hebel um seine lagerbockseitige Schwenkachse gedreht wird. Die als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder für das Fahrpedal stützt sich einerseits am Lagerbock und andererseits am Reibelement ab. Das Reibelement trägt auf seiner der keilförmigen Außenfläche gegenüberliegenden Außenfläche die eine Reibfläche der Reibvorrichtung, während die andere Reibfläche an einer Gehäusewand des Lagerbocks ausgebildet ist, die konzentrisch zum Schwenkpunkt des Hebels verläuft. Wird das Fahrpedal betätigt, so wird der Schwenkhebel über die Koppelstange um seinen Lagerpunkt geschwenkt und verschiebt das Reibelement gegen die Rückstellkraft der Druckfeder. Durch die keilförmige Anordnung von Außenfläche am Reibelement und Innenfläche an der Ausnehmung wird dabei die Reibfläche des Reibelements mit über den Verstellweg des Fahrpedals zunehmender Kraft gegen die feststehende Reibfläche in dem Lagerbock gepreßt, so daß eine definierte Kraft-Wege- Charakteristik bei der Fahrpedalbetätigung erzielt wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Fahrpedalmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat der Vorteil, daß die Reibvorrichtung zur Hystereseerzeugung sehr platzsparend untergebracht, sehr robust und in keiner Weise störanfällig ist und sich mit geringen Gestehungskosten realisieren läßt. Die Größe der Hysterese ist sehr gut und einfach einstellbar. Durch entsprechende Auswahl des Materials und die geometrische Gestalt des Reibkopfes und durch die Rauhigkeit der Reibfläche auf dem Reibekopf können gewünschte, verschiedene Hysteresen erzeugt werden. Eine glatte, ebene Ausbildung der anderen Reibefläche sorgt für einen gleichmäßigen Verlauf der Kraft-Wege-Charakteristik ohne Rippel und Kraftspitzen.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Fahrpedalmoduls möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Fahrpedal eine quer zur Schwenkachse in Schwenkrichtung verlaufende Ausnehmung auf, in der ein Verschiebeglied in Achsrichtung der Ausnehmung verschieblich einliegt, an dem sich wiederum die Rückstellfeder für das Fahrpedal abstützt. Das Verschiebeglied weist mindestens eine mit einer an dem mindestens einen Reibelement ausgebildeten Gegenfläche zusammenwirkende Andruckfläche auf, die so ausgebildet ist, daß die Federkraft der Rückstellfeder eine in Achsrichtung des Reibelements nach außen gerichtete Kraftkomponente am Reibelement erzeugt. Bevorzugt wird dabei die Andruckfläche eben ausgebildet und verläuft unter einem spitzen Winkel zur Verschieberichtung des Verschiebeglieds, während die Gegenfläche von dem plan auf der Andruckfläche aufliegenden, keilförmig abgeschrägten Ende des Reibelements gebildet ist. Durch die Wahl des Keil- oder Anstiegwinkels der aneinander anliegenden Flächen von Verschiebeglied und Reibelement kann die Übersetzung, d. h. das Verhältnis von Federkraft zur Anpreßkraft der Reibflächen aufeinander über den Federweg der Rückstellfeder, eingestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung sind im Fahrpedal zwei Reibelemente in miteinander fluchtenden Führungen aufgenommen, wobei die Reibelemente mit ihren die Reibflächen aufweisenden Reibköpfen auf voneinander abgekehrten Seiten des Fahrpedals seitlich am Fahrpedal vorstehen und sich auf die anderen Reibeflächen aufpressen, die an den einander zugekehrten Innenflächen der den Reibköpfen gegenüberstehenden Wandteile des Lagerbocks angeordnet sind.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrpedalmoduls, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm des Kraft-Wege-Verlaufs am Fahrpedalmodul.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 in Seitenansicht, teilweise geschnitten, und in Fig. 2 im Schnitt zu sehende Fahrpedalmodul dient zur Einstellung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs mit Antriebsmaschine durch den Fahrer. Die Antriebsmaschine ist beispielsweise ein Ottomotor, dessen Drosselklappe mit einem elektrischen Stellmotor verstellt wird. In diesem Fall dient das Fahrpedalmodul zur Erzeugung von elektrischen Signalen, die dem die Drosselklappe verstellenden Stellmotor zugeführt werden. Die Antriebsmaschine kann aber auch ein Dieselmotor oder ein Elektromotor sein, wobei auch in diesen Fällen vom Fahrpedalmodul elektrische Signale ausgehen, die entsprechend umgeformt die Leistung der Antriebsmaschine steuern. Ein Sensor sensiert dabei die Stellung des Fahrpedals und liefert ein der Stellung des Fahrpedals entsprechendes Signal an eine Steuerung. Das Fahrpedalmodul ist direkt im Aktionsbereich des Fahrers des Fahrzeugs angeordnet, und das Fahrpedal ist das unmittelbar vom Fahrerfuß betätigte sog. Gaspedal.

Das Fahrpedal 10 ist an einem fahrzeugseitig befestigten Lagerbock 11 mittels einer durch einen Lagerbolzen realisierten Schwenklagerung 12 gehalten, deren Schwenkachse 121 quer zur Fahzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Das Fahrpedal 10 ist mittels einer hier als Schraubendruckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 13 an dem Lagerbock 11 abgestützt, wobei die Rückstellkraft der Rückstellfeder 13 das Fahrpedal 10 in die in Fig. 1 dargestellte Leerlaufposition zurückstellt, in der das Fahrpedal 10 mit einem Anschlag 14 an einem am Lagerbock 11 ausgebildeten Gegenanschlag 15 anliegt. Der maximale Schwenkweg des Fahrpedals 10 wird durch einen am Lagerbock 11 dem Gegenanschlag 15 gegenüberliegend ausgebildeten weiteren Gegenanschlag 16 begrenzt, an dem sich ein weiterer Anschlag 17 anzulehnen vermag, der auf der von dem Anschlag 14 abgekehrten Seite des Fahrpedals 10 vorhanden ist. Die Rückstellfeder 13 ist einerseits in einer in dem Lagerbock 11 eingearbeiteten Vertiefung 18 und andererseits in einer gegenüberliegenden Ausnehmung 19 im Fahrpedal 10, die sich in Schwenkrichtung des Fahrpedals 10 erstreckt, abgestützt, so daß ein Ausknicken der Rückstellfeder 13 bei der Fahrpedalbetätigung vermieden wird.

Zur Erzeugung einer Kraft-Wege-Charakteristik, bei der die zum Verstellen des Fahrpedals 10 aufzubringende Verstellkraft proportional dem Verstellweg, also dem Schwenkwinkel, des Fahrpedals 10 ist und dabei eine definierte Hysterese aufweist, ist eine zwischen Fahrpedal 10 und Lagerbock 11 wirksame Reibvorrichtung 20 vorgesehen. Die Reibvorrichtung 20 weist zwei Reibelemente 21 auf, die jeweils eine Reibfläche 22 tragen, die auf jeweils einer am Lagerbock 11 längs des Schwenkwegs des Fahrpedals 10 ausgebildeten Reibfläche 23 aufliegen. Die Reibflächen 22, 23 eines jeden Reibflächenpaars werden jeweils durch eine von der Rückstellfeder 13 abgeleitete Kraftkomponente aufeinandergepreßt, wobei die Kraftkomponente mit zunehmendem Schwenkweg des Fahrpedals 10 durch das zunehmende Zusammendrücken der Rückstellfeder 13 zunimmt.

Im einzelnen sind die beiden Reibelemente 21 mit einem Schaft 211 in miteinander fluchtenden Führungen 24 längsverschieblich aufgenommen, die sich parallel zur Schwenkachse 121 der Schwenklagerung 12 erstrecken und einerseits in der Ausnehmung 19 im Fahrpedal 10 und andererseits an den Außenseiten 101 des Fahrpedals 10 münden. Das den Außenseiten 101 zugekehrte Schaftende geht einstückig in einen Reibkopf 212 über, der an der Außenseite 101 des Fahrpedals 10 anliegt und auf seiner vom Fahrpedal 10 abgekehrten Oberfläche die Reibfläche 22 trägt. Das vom Reibkopf 212 abgekehrte Schaftende eines jeden Reibelements 21 ist keilförmig abgeschrägt und bildet eine Gegenfläche 213 für eine Andruckfläche 251 an einem Verschiebeglied 25. Zwei solcher Andruckflächen 251 sind achssymetrisch an dem in der Ausnehmung 19 verschieblich aufgenommenen Verschiebeglied 25 ausgebildet. Das Verschiebeglied 25 trägt an seinem von den Andruckflächen 251 abgekehrten Ende eine Federaufnahme 26, z. B. einen Federteller, an der die Rückstellfeder 13 mit ihrem einen Federende anliegt. Die auf das Verschiebeglied 25 wirkende Federkraft der Rückstellfeder 13 preßt somit die beiden Andruckflächen 251 des Verschiebeglieds 25 an die Gegenflächen 213 der beiden Reibelemente 21 an und erzeugt die bereits erwähnten, in Schaftrichtung der beiden Reibelemente 21 nach außen wirkenden Kraftkomponenten, die jeweils die Reibflächen 22 an den Reibköpfen 212 der Reibelemente 21 auf die Reibflächen 23 aufpressen. Die Reibflächen 23 sind an der Innenfläche von zwei einander gegenüberliegenden, in Schwenkrichtung des Fahrpedals 10 sich erstreckenden Wandteilen 111 des kastenförmigen Lagerbocks 11 angeordnet. Dabei sind die Reibflächen 23 glatt und eben ausgebildet, während die Geometrie und/oder die Rauhigkeit der Oberfläche und/oder das Material der Reibköpfe 212 der Reibelemente 21 so gewählt ist, daß eine von der Federkraft der Rückstellfeder 13 abhängige, gewünschte Krafthysterese entsteht. Über den Keilwinkel von Andruckflächen 251 und Gegenflächen 213 läßt sich die sog. Übersetzung einstellen, d. h. die Zunahme der Reibkraft in Abhängigkeit vom Stellweg. Der Keilwinkel ist dabei so festgelegt, daß mit Verschwenken des Fahrpedals 10 aus seiner Leerlaufstellung heraus sich die Gegenflächen 213 an den Reibelementen 21 zunehmend auf die Andruckflächen 251 am Verschiebeglied 25 aufzuschieben vermögen.

In Fig. 3 ist der durch die Rückstellfeder 13 und die Reibvorrichtung 20 am Fahrpedal 10 erzeugte Kraft-Weg- Verlauf mit einer gewünschten Hysterese dargestellt. Die strichliniert eingezeichnete Kennlinie a gibt dabei die Federcharakteristik der Rückstellfeder 13 an. Die obere Kennlinie b zeigt den Verlauf der am Fahrpedal 10 aufzubringenden Betätigungskraft und die untere Kennlinie c die von der Rückstellfeder 13 aufgebrachte Rückstellkraft. H₁ und H₂ kennzeichnen den Anfang und das Ende der Hysterese.

Soll das Fahrpedal 10 aus seiner in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Leerlaufstellung heraus geschwenkt werden, so ist am Fahrpedal 10 eine durch Pfeil 27 in Fig. 1 symbolisierte Betätigungskraft aufzubringen, deren Größe über den Schwenkweg s des Fahrpedals 10 zur Überwindung der Rückstellkraft der Rückstellfeder 13 und der Reibkraft der Reibvorrichtung 20 mindestens der oberen Kennlinie b in Fig. 3 entsprechen muß. Wird das Fahrpedal 10 an irgendeinem Punkt des Schwenkwegs s wieder freigegeben, so stellt die Rückstellfeder 13 das Fahrpedal 10 vom Hystereseende H₂ aus zurück, wobei die Rückstellkraft der Rückstellfeder 13 die von der Reibvorrichtung 20 erzeugte Reibkraft überwindet. Das Fahrpedal 10 wird mit einer Kraft zurückgestellt, deren Verlauf durch die untere Kennlinie c charakterisiert ist. Wie bereits erwähnt, kann durch entsprechende Geometrie der Reibköpfe 212 der Reibelemente 21, der Rauhigkeit und des Materials der Reibflächen 22 auf den Reibköpfen 212 und durch den Keilwinkel der Andruckflächen 251 und Gegenflächen 213 an Verschiebeglied 25 und Reibelementen 21 die Größe der Hysterese bestimmt werden, so daß sich die obere und/oder untere Kennlinie b, c im Diagramm der Fig. 3 entsprechend nach oben oder unten verschiebt. Das in Fig. 3 dargestellte Ende des Schwenkwegs ist durch den mechanischen Gegenanschlag 16 am Lagerbock 11 bestimmt, an dem sich das Fahrpedal 10 mit seinem Anschlag 17 anlegt.

Claims

1. Fahrpedalmodul zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs mit einem in einem Lagerbock (11) mittels einer Schwenklagerung (12) festgelegten Fahrpedal (10), mit einer Rückstellfeder (13) für das Fahrpedal (10) und mit einer Reibvorrichtung (20) zur Erzeugung einer Krafthysterese beim Betätigen des Fahrpedals (10), die mindestens ein Paars von zwei relativ zueinander verschiebbaren Reibflächen (22, 23) aufweist, von denen eine auf einem mit Schwenken des Fahrpedals (10) verschiebbaren Reibelement (21) und die andere am Lagerbock (11) angeordnet ist und die durch eine von der Federkraft der Rückstellfeder (13) abgeleitete, auf das Reibelement (21) wirkende Kraftkomponente aneinander angepreßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (21) im Fahrpedal (10) selbst parallel zur Schwenkachse (121) der Schwenklagerung (12) verschieblich aufgenommen ist und aus dem Fahrpedal (10) mit einem die Reibfläche (22) tragenden Ende seitlich vorsteht und daß die andere Reibfläche (23) an einem in Schwenkrichtung des Fahrpedals (10) verlaufenden Wandteil (111) des vorzugsweise kastenartig ausgebildeten Lagerbocks (11) angeordnet ist.

2. Fahrpedalmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (21) einen Schaft (211), der in einer parallel zur Schwenkachse (121) der Schwenklagerung (12) innerhalb des Fahrpedals (10) verlaufenden Führung (24) längsverschieblich einliegt, und einen an dem einen Schaftende sich einstückig fortsetzenden Reibkopf (212) aufweist, der an der Außenseite (101) des Fahrpedals (10) liegt und auf seiner davon abgekehrten Oberfläche die Reibfläche (22) trägt.

3. Fahrpedalmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Innenwand des Wandteils (111) vorhandene Reibfläche (23) glatt und eben ausgebildet ist und daß die Geometrie und/oder die Rauhigkeit der Oberfläche und/oder das Material des Reibkopfes (212) des Reibelements (21) so gewählt sind, daß eine von der Federkraft der Rückstellfeder (13) abhängige, gewünschte Krafthysterese entsteht.

4. Fahrpedalmodul nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrpedal (10) eine in seiner Schwenkrichtung sich erstreckende Ausnehmung (19) aufweist, in der ein Verschiebeglied (25) in Achsrichtung der Ausnehmung (19) verschieblich einliegt, daß sich die Rückstellfeder (13) einerseits am Lagerbock (11) und andererseits am Verschiebeglied (25) abstützt und daß das Verschiebeglied (25) mindestens eine mit einer am Reibelement (21) ausgebildeten Gegenfläche (213) zusammenwirkende Andruckfläche (251) aufweist, die so ausgebildet ist, daß die Federkraft der Rückstellfeder (13) am Reibelement (21) eine in Achsrichtung des Reibelements (21) nach außen gerichtete Kraftkomponente erzeugt.

5. Fahrpedalmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (251) eben ausgebildet ist und unter einem spitzen Winkel zu der mit der Achse der Ausnehmung (19) fluchtenden Achse des Verschiebeglieds (25) verläuft und daß die Gegenfläche (213) am Reibelement (21) von dem plan auf der Andruckfläche (251) aufliegenden, keilförmig abgeschrägten Ende des Reibelements (21) gebildet ist.

6. Fahrpedalmodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebeglied (25) an seinem von der Andruckfläche (251) abgekehrten Ende eine Federaufnahme (26) für ein Federende der Rückstellfeder (13) trägt.

7. Fahrpedalmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (13) als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und mit ihrem einen Federende in einer Vertiefung (18) im Lagerbock (11) und mit ihrem anderen Federende in der Federaufnahme (26) am Verschiebeglied (25) aufgenommen ist.

8. Fahrpedalmodul nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrpedal (10) zwei miteinander fluchtende Reibelemente (21) aufgenommen sind und auf voneinander abgekehrten Außenseiten (101) des Fahrpedals (10) vorstehen und sich mit ihren Reibflächen (22) auf den anderen Reibflächen (23) abstützen, die auf einander zugekehrten Innenflächen von sich gegenüberliegenden Wandteilen (111) des Lagerbocks (11) angeordnet sind.