DE10031097C1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von Kick-Down-Signalen - Google Patents

Abstract

Um den Kick-Down-Vorgang und die Erzeugung der Signale für eine Automatik-Schalteinrichtung eines Fahrzeuges komfortabler zu gestalten, wird ein Tippschalter einer Multifunktionseinrichtung mit wenigstens einem bewegbaren Magnetelement als Kick-Down-Geber-Einrichtung derart verwendet, daß beim Betätigen eines Magnetelements (52) durch ein Fahrpedalelement eine Kick-Down-Kennlinie (KL3) mit einem sinuskurvenähnlichen Kennlinienanstieg mit einem Kurvenmaximum erzeugt wird, dem sich ein cotangenskurvenähnlicher Kurvenabstieg (KLS) anschließt, der in einem Anschlagfenster endet. Mit einem in das Kurvenmaximum gelegten Toleranzfenster (59) mit einer Wegbreite wird ein Kick-Down-Punkt (KP) bestimmt, dem ein Kick-Down-Signal (KS) auf einer Bewegungskennlinie (AS) eines Bewegungssensorelements entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kick- Down-Signalen für eine Automatikschaltvorrichtung durch eine Fahrpedal-Vorrichtung mit wenigstens einem Pedalelement, das in wenigstens einem Drehpunkt zu bewegen und mit wenigstens einem Bewegungssensorelement zu verstellen ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Fahrpedal-Vorrichtung mit wenigstens einem Fahrpedalelement, das in einem Fahrpedald­ rehpunkt gegenüber einem Grundflächenelement zu bewegen ist, einem Bewegungssensorelement, das eine Bewegungskennlinie ab­ gibt, und eine Kick-Down-Geber-Einrichtung, wobei das Bewe­ gungssensorelement und die Kick-Down-Geber-Einrichtung wenig­ stens durch ein Bewegen des Fahrpedalelements zu bewegen sind, und außerdem eine Kick-Down-Geber-Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE 195 03 335 A1 ist eine Fahrpedal-Vorrichtung be­ kannt, die ein Fahrpedalelement aufweist, in dessen Drehpunkt ein Bewegungssensorelement angeordnet ist. Dem Fahrpedalele­ ment ist ein Sensor oder ein Schalter zugeordnet, der von einem Betätigungshebelelement angesteuert wird und falls not­ wendig ein Kick-Down-Signal erzeugen kann.

Allerdings wird nicht angegeben, wie der Sensor oder Schalter aufgebaut ist und wie das Signal erzeugt und abgegeben wird.

Es sind Kick-Down-Schalter bekannt, bei denen ein federge­ speicherter zapfenförmiger Stößelkörper durch eine Ausnehmung mit federgespannten Kugeln gedrückt wird.

Allerdings läßt sich nur durch die Form des Zapfens, die An­ zahl und die Größe der Kugeln sowie der Federkräfte der Ku­ geln eine Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie beeinflussen. Dar­ über hinaus ist in der Regel der Anschlagpunkt des Stößelkör­ pers der Signalauslösepunkt für die Ansteuerung einer Automa­ tik-Schaltvorrichtung. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Einzelteile dieses bekannten Kick-Down-Schalters mechanisch verschleißbar und damit störanfällig sind. Die Einzelteile bewirken darüber hinaus entsprechende Ungenauigkeiten.

Aus der WO 98 26 341 A1, die auf der DE 196 51 315 A1 und der DE 297 14 164 U1 basiert, ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Auswahlstellungen zur Anwahl eines Fahrzeug-Bordcompu­ ters, einer Waschmaschinen-Steuerung oder einer Fahrpedal- Vorrichtung bekannt. In einer einfachsten Ausführung des An­ wahlschalters werden mit einem Rotor sich gegenüberliegende Magneteinheiten von einer in weitere Stellungen ähnlich wie bei einer Rastverzahnung weiterbewegt. Mit dem Rotor ist eine Stellungsgebereinheit verbunden, die der jeweiligen Stellung entsprechende Signale ausgibt. Der Rotor ist auf einem Tipp­ schalter verdrehbar. Der Tippschalter weist ein in einem Hül­ senelement an einem magnetisch leitfähigen Boden gehaltenen Permanent-Tippschaltmagneten auf. Der im Hülsenelement gehaltene Magnet ist zugleich eine weitere Stellungsgebereinheit.

Durch ein Verdrehen des Rotors kann z. B. über den Fahrzeug- Bordcomputer ein Sender vorgewählt und durch anschließendes Drücken mit Hilfe des Tippschalters die Vorwahl bestätigt werden. Wird der Rotor nach dem Drücken wieder losgelassen, bewegt der Permanentmagnet den Rotor wieder in seine Grund­ stellung zurück.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufga­ be, den Kick-down-Vorgang und die Erzeugung der Signale für eine Automatik-Schalteinrichtung eines Fahrzeuges komfortabe­ ler zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Verfahren zur Erzeu­ gung von Kick-Down-Signalen nach Anspruch 1 oder 2, Fahrpe­ dal-Vorrichtungen nach Anspruch 7 oder 8 und einem Kick-Down- Geber nach Anspruch 9 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß eine Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie erzeugt wird, die hier nach Auswahl der magnetischen Kräfte der ein­ gesetzten Magneten entsprechend beeinflußt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Kick-Down-Punkt auf dieser Kennlinie durch das Toleranzfenster nach dem Kurvenmaximum zu legen ist. Dieser Punkt ist variierbar. Dadurch daß der Kick- Down-Punkt jenseits des Kurvenmaximums liegt, kann festge­ stellt werden, daß jetzt der mit dem Kick-Down verbundene Me­ chanismus bei Automatik-Schaltvorrichtungen eintritt. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie durch Magneten erzeugt wird, so daß sich die mechanischen Teile auf ein Minimum und damit auch der Gesamtverschleiß des Schalters reduziert sowie kleinere Toleranzwerte eingehalten werden können. Bei mechanischen Kick-Down-Schaltern wird das Kurvenmaximum nach zirka. 3 mm, bei dem magnetischen Kick- Down-Schalter bereits schon nach 0,3 mm erreicht. Hierdurch bleibt für den Schaltweg viel Platz. Dadurch, daß der magne­ tische Kick-Down-Schalter im Gegensatz zum mechanischen keine starken Toleranzen hat, wird eine gute Gauß'sche Verteilungs­ kurve im Schaltpunkt erreicht.

Das Magnetgegenelement kann einen Magnetkraftverlauf erzeugen und so den Kurvenanstieg und das Kurvenmaximum der Kick-Down- Magnetkraft-Kennlinie wirksam bestimmen.

Es kann darüber hinaus ein Druckfederelement verwendet wer­ den, das zusammen mit dem Magnetgegenelement den Kurvenan­ stieg der Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie mitbestimmt.

Als Bewegungssensorelement kann ein Drehwinkelsensor verwen­ det werden. Der Sensor kann nach dem Hallprinzip arbeiten. Hierdurch können genaueste Bewegungskennlinien aufgenommen werden, von denen exakt Kick-down-Signale abgegriffen werden können. Es können aber auch Drehpotentiometer zum Einsatz kommen.

Als Bewegungsschalter kann eine Hall-Schalteinrichtung ver­ wendet werden. Sie schaltet präzise im Kick-Down-Punkt und ist ebenso exakt und von äußeren Einflüssen frei wie der Drehwinkelsensor. Als Bewegungsschalter können aber auch elektrische Schalter zum Einsatz kommen, die bei Betätigung ein Kick-Down-Signal abgeben können. Sie können mechanische, Halbleiterschalter oder nach anderen Prinzipien arbeitende Schalter sein.

Die hiermit verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Einsatz von Magnetelementen, die den Verlauf der Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie bestimmen, der mechani­ sche Verschleiß auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Kenn­ linie kann dabei in ihren wesentlichen Punkten wie Ansteigen, Maximum und Abfallflanke sehr wirksam beeinflußt werden. An­ stelle eines Knackpunkts über einen mechanischen Schalter stellt man beim Betätigen fest, daß jenseits des Maximums der Kick-Down-Punkt liegt, der das entsprechende Kick-Down-Signal erzeugt.

Dem bewegbaren Magnetelement kann zur einen Seite das Gegen­ magnetelement und zur anderen Seite das Plattenelement gegen­ überliegen.

Hierbei kann das bewegbare Magnetelement mit seinem einen ma­ gnetischen Pol gegenüber einem gleichen magnetischen Pol des Gegenmagnetelements und mit seinem anderen Pol wenigstens ge­ genüber dem Plattenelement positioniert sein. Hierdurch kann der Kurvenverlauf sehr wirksam beeinflußt werden.

Beeinflußt kann der Kurvenverlauf der Kraftkennlinie weiter­ hin noch dadurch werden, daß zwischen dem Plattenelement und dem bewegbaren Magnetelement ein Druckfederelement angeordnet ist. Das Druckfederelement kann auch noch zwischen dem beweg­ baren Magnetelement und dem Gegenmagnetelement angeordnet sein. Das Federelement kann aus Gummi oder aus einem Feder­ stahl bestehen.

Das Plattenelement kann als Stahlscheibenelement ausgebildet sein.

Das Magnetelement ist mit einem Stößelelement zu bewegen. Auch andere Elemente zum Bewegen des Magnetelements sind ein­ setzbar.

Das Magnetelement und das Gegenmagnetelement können als Per­ manentmagneten ausgebildet sein. Durch die entsprechende Wahl der Permanentmagneten wird die Kick-Down-Magnetkraft- Kennlinie wirksam beeinflußt.

Das Magnetelement und/oder das Gegenmagnetelement können zur Hälfte jeweils in einen magnetisch Nord- und Südpol geteilt sein, womit sich die magnetische Gegenkraft varieren und/oder erhöhen läßt. Die magnetische Gegenkraft und damit auch die Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie kann weiterhin beeinflußt werden, wenn das Magnetelement wenigstens teilweise von einem Eisenjoch umgeben ist.

Als Bewegungssensorelement können Sensoren zum Einsatz kom­ men, die nach dem Hall- oder Widerstandsprinzip arbeiten.

Als Bewegungschalter können solche eingesetzt werden die nach dem Hallprinzip, auf Halbleiterbasis oder mechanischer Basis arbeiten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine erste Fahrpedal-Vorrichtung in einer schemati­ schen Seitenansicht mit einer Kick-Down-Geber- Einrichtung und

Fig. 1b eine Fahrpedal-Vorrichtung gemäß Fig. 1a in einer schematischen Vorderansicht.

Fig. 2a eine zweite Ausführungsform einer Fahrpedal- Vorrichtung mit einer Kick-Down-Einrichtung und ei­ ner Bewegungssensoreinrichtung in einer schemati­ schen Seitenansicht,

Fig. 2b eine Fahrpedal-Vorrichtung gemäß Fig. 2a in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 3a eine dritte Ausführungsform einer Fahrpedal- Vorrichtung mit einer Kick-Down-Einrichtung und ei­ ner Bewegungssensoreinrichtung in einer schematisch dargestellten, teilweise geschnittenen Seitenan­ sicht,

Fig. 3b eine Fahrpedal-Vorrichtung gemäß Fig. 3a mit einem Fußplattenelement in einer schematisch dargestell­ ten, teilweise geschnittenen Seitenansicht und

Fig. 3c eine Fahrpedal-Vorrichtung gemäß den Fig. 3a und 3b in angebautem Zustand in einem schematisch darge­ stellten Teilschnitt.

Fig. 3d ein Filmscharnierelement für ein Fahrpedalmodul ge­ mäß den Fig. 3a bis 3c in angebautem Zustand in ei­ nem schematisch dargestellten Teilschnitt,

Fig. 4 eine modifizierte Ausführungsform eines Drehwinkel­ sensors in einer schematischen Schnittdarstellung,

Fig. 5 eine Kick-Down-Geber-Einrichtung in einer schema­ tisch dargestellten Seitenansicht,

Fig. 6a) und b) Teil-Konfigurationen einer Einrichtung gemäß Fig. 5,

Fig. 7 und 8 Ausführungsformen einer Magneteinrichtung gemäß Fig. 6

Fig. 9 verschiedene Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinien von Kick-Down-Geber-Einrichtungen gemäß Fig. 5 bis 8 und

Fig. 10 einen Bewegungsverlauf einer Fahrpedal-Vorrichtung mit anschließender Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie und eine dazugehörige und parallel mit der Bewegung der Fahrpedal-Vorrichtung erzeugte Bewegungskennli­ nie.

Eine Fahrpedal-Vorrichtung gemäß den Fig. 1a und 1b besteht aus

• 1. einem Pedalelement 3,
  • - einem Bewegungssensorelement 2 und
  • - einer Grundplatte 4.

Das Pedalelement 3 setzt sich aus einem Fahrpedalelement 7 und einem Pedalhebelelement 9 zusammen, die in einem Fahrpe­ daldrehpunkt 8 miteinander drehbar verbunden sind. An das Fahrpedalelement 7 schließt sich einseitig ein Gliederkoppe­ lelement 7' an, das mit der Grundplatte 4 verbunden ist. Das Pedalhebelelement 9 ist mit einem Lagerzapfen 1' mit der Grundplatte 4 verbunden. Der Lagerzapfen 1' stellt zugleich den Gaspedaldrehpunkt 1 dar.

In den Fig. 2a und 2b ist eine weitere Ausführungsform einer Pedaleinrichtung gezeigt, bei der ein Pedalelement 13 aus einem Pedalhebelelement 19 mit einem daran befestigten Fahrpe­ dalelement 17 besteht. Das Pedalhebelelement 19 ist mit Hilfe eines Lagerzapfens 11' fest im Bereich einer Bodengruppe 40 des Fahrzeugs befestigt. Auch hier bildet der Lagerzapfen 11' zugleich den Gaspedaldrehpunkt 11.

Im Gaspedaldrehpunkt 1 bzw. 11 ist ein Bewegungssensorelement 2 bzw. 12 angeordnet. Das Bewegungssensorelement 2 bzw. 12 kann dabei als Drehwinkelsensor 201 oder als Drehpotentiome­ terelement 204 ausgebildet sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß sowohl ein Drehwinkelsensor 201 als auch ein Drehpotentiometerelement 204 im Gaspedaldrehpunkt 1 bzw. 11 angeordnet sind.

Der Drehwinkelsensor 201 ist mit Hilfe einer bewegungsbegren­ zenden Betätigungseinheit 20 gegenüber dem Pedalhebelelement 9 bzw. 19" entkoppelt.

Der Bewegungssensor gemäß Fig. 4 setzt sich, wie bereits er­ wähnt, aus der stationären Einheit 219 und der bewegbaren, d. h. rotierenden Einheit 220 zusammen.

Die stationäre Einheit 219 weist ein Statorelement 221 auf, das aus Statorteilelementen aufgebaut ist. Zwischen sich las­ sen die Statorteilelemente eine Abstandsausnehmung (nicht dargestellt) frei. Die Statorteilelemente des Statorelements 221 sind apfelsinenscheibenförmig ausgebildet und bestehen aus einzelnen Blechpaketen. Die zur Abstandsausnehmung zei­ genden Ecken der apfelsinenscheibenförmig ausgebildeten Statorteilelemente sind um 45° abgeschrägt. Das Statorelement 221 ist an einem runden Plattenelement 210 mit Hilfe von Ver­ spannungsstiftelementen 233.1 bzw. 233.2 gehalten. Das Plattenelement besteht vorzugsweise aus einem geformten Alumini­ umblech. Das Basisplattenelement 210 ist in ein Basiselement 223' eingezogen. Das Basiselement 22 V setzt sich in ein Ste­ gelement 223" fort. Beide sind einstückig aus einem nichtlei­ tenden Kunststoff geformt. Gegenüber der Abstandsausnehmung ist in das Plattenelement 210 eine Zentralausnehmung einge­ bracht, in die ein Hallelement 222 hineinragt.

Die rotierende Einheit 220 weist ein ringförmig ausgebildetes Magnetelement 224 auf.

Das ringförmige Magnetelement 224 wird von einem topfförmig ausgebildeten Magnethalterungselement 226 gehalten. Über dieses stülpt sich gleichfalls ein topfförmig ausgebildetes Gleitlagerelement 227. Das Gleitlagerelement ragt dabei teil­ weise in das rund ausgebildete Stegelement 223" hinein und liegt mit dem übrigen Teil auf ihm.

Die rund ausgebildete stationäre und rotierende Einheit 219 bzw. 220 sind wenigstens teilweise von einem Gehäuseelement 223 umgeben. Bei dem Drehwinkelsensor gemäß Fig. 4b. Das Ge­ häuseelement ist so ausgebildet, daß es teilweise das Gleit­ lagerelement zur besseren Halterung und Führung an den oberen Ecken überragt. Aus dem Gehäuse ragen Steckkontakte 234. In den Fig. 3a bis 3d ist eine Fahrpedal-Vorrichtung 101 dar­ gestellt.

Die Fahrpedal-Vorrichtung 101 besteht aus

• - einem Fahrpedalelement 112 und
• - einem Grundplattenelement 113 die in einem Fahrpedaldreh­ punkt 111, 140 verbunden sind.

Der Fahrpedaldrehpunkt ist als Bolzenscharniergelenk-Verbin­ dungselement 111 ausgebildet.

Das Fahrpedalelement 112 besitzt im Bereich des Bolzenschar­ niergelenk-Verbindungselements ein Oberanschlag-Element 123 dem am Grundplattenelement 13 ein Unteranschlag-Element 124 gegenübersteht.

Ein Pedalende 126 des Fahrpedalelements 112 befindet sich im Bereich des Bolzenscharniergelenk-Verbindungselements 111. Dem liegt ein Pedalspitzenbereich 125 gegenüber. Einem Fahr­ pedalbetätigungsflächenelement, das mit 127 bezeichnet ist, liegt eine Fahrpedalunterseite 128 gegenüber. Das Fahrpedal­ betätigungsflächenelement besitzt ein Betätigungsrelief, das in Streifenform, Gitterform oder dergleichen ausgebildet ist. Als Materialien können Gummi, Kunststoff oder ähnliche Mate­ rialien zum Einsatz kommen. An der Fahrpedalunterseite des Fahrpedalelements sind entsprechende Querverstrebungen ange­ ordnet, die der mechanischen Stabilität des Fahrpedalelements 112 dienen. Eben solche Querverstrebungen sind auch an einer Unterseite des Grundplattenelements 113 angeordnet.

Zwischen dem Fahrpedalelement 112 und dem Grundplattenelement 113 sind zwei nebeneinander liegende sprungschanzenförmig ge­ bogene Flachfederelemente 114 angeordnet.

Bei einem Fahrpedalmodul 101 sind an dem Ende des Grundplat­ tenelements 113, das dem Bolzenscharniergelenk-Verbindungs­ element 111 gegenüberliegt, feststehende Federhalteelemente 116, 117 angeordnet. Mit den Federhalteelementen 116, 117 wird das eine Ende der sprungschanzenförmig gebogenen Flach­ federelemente 114, 115 gehalten.

Die gegenüberliegenden Enden der Flachfederelemente 114, 115 werden jeweils in Federgleithalteelementen 118, 119 gehalten. Die Federgleithalteelemente 118, 119 sind über Gleitschie­ nenelemente 120, 121 verschiebbar, die über einem Gleitflä­ chenelement 121 angeordnet sind. Über das Gleitflächenelement 121 sind die Federgleithalteelemente 118, 119 ebenfalls ver­ schiebbar. Sowohl das Gleitflächenelement 122, die auf ihm angeordneten Gleitschienenelemente 120, 121 und die auf ihnen beweglichen Federgleithalteelemente 118, 119 sind an der Fahrpedalunterseite 128 im Fahrpedalspitzenbereich 125 des Fahrpedalelements 112 angeordnet.

Wie die Fig. 3c zeigt, ist auf dem Pedalflächenelement 127 im Bereich einer Pedalspitze 136 ein Fußplattenelement 140 ange­ ordnet. Das Fußplattenelement weist einen Fußplattenkörper 145 auf, der mit einem Kippelement 141 auf dem Pedalbetäti­ gungsflächenelement befestigt ist. Das Kippelement ist als Filmscharniergelenk ausgebildet. Es hat eine X-förmige Konfi­ guration, bei der sich gebogene Kunststoffstreifen gegenüber stehen, der dazwischen liegender freier Raum ausgeschäumt ist.

Zu beiden Seiten des Kippelements sind Vorder- und Hinter­ kippkörper 142, 143 auf dem Flächenelement 127 aufgebracht. Durch das Vorhandensein bzw. die Höhe der Kippkörper läßt sich der Bewegungsspielraum des Fußplattenkörpers definieren.

Der Fahrpedaldrehpunkt läßt sich, wie die Fig. 3d zeigt, sehr elegant als Filmscharnierelement 160 realisieren, das

• - ein Elastikband 163 aufweist, das mit
• - einem Pedalankerkörper 161 und mit
• - einem Grundplattenankerkörper 162 verbunden ist.

Der Pedalankerkörper ist mit einem T-Anker 164 im Fahrpedale­ lement 112 und der Grundplattenankerkörper mit einem T-Anker 165 im Grundplattenelement 113 verankert. Ausnehmungen in den T-Ankern erhöhen deren Verkrallungseffekt. Der Bereich des Scharniergelenks 111 bzw. des Filmschar­ niereiements 160 ist eine Drehwinkelsensoreinrichtung 172 (201) angeordnet.

In diese unterschiedlich aufgebauten Fahrpedal-Vorrichtungen ist eine Kick-Down-Geber-Einrichtung eingebaut.

Wie die Fig. 1a und 1b zeigen, ist die Kick-Down-Geber- Einrichtung 50 in die Grundplatte eingesetzt.

Gemäß den Fig. 2a und 2b ist die Kick-Down-Geber-Einrichtung oberhalb des Drehpunkts des Pedalelements 13 befestigt. Hier­ bei kommt eine Zwischeneinrichtung zum Einsatz, die die Ein­ richtung 50 betätigt.

Bei der in den Fig. 3a bis 3d dargestellten Fahrpedal- Vorrichtung 101 wird die Kick-Down-Geber-Einrichtung an der Spitze des Grundplattenelements 113 angeordnet.

Die angegebenen Einbauorte der Fahrpedal-Vorrichtung gemäß Fig. 1a bis Fig. 3d sind nur beispielhaft. Die Kick-Down- Geber-Einrichtung 50 läßt sich auch an beliebigen anderen Stellen einsetzen. Hierbei können auch spezielle Zwischenein­ richtungen vorgesehen werden, die die Bewegung des Fahrpedalelements in einer entsprechenden Stellung auf die Kick-Down- Geber-Einrichtung überträgt.

Die Kick-Down-Geber-Einrichtung 50 ist im Detail in Fig. 5 gezeigt.

Sie besteht aus einem Stahlscheibenelement 52, an dem ein Druckfederelement 53 angeordnet ist. Das Druckfederelement ist hier als eine Gummifeder ausgebildet, die das Stahlplat­ tenscheibenelement 52 darüber hinaus allseitig umschließt. Zur Ausbildung der Federeigenschaften weist das Druckfe­ derelement 53 einen umlaufenden Gummiring 53.1 auf, der im Querschnitt eine im wesentlichen dreieckförmige Konfiguration hat. Der Gummiring 53.1 stützt sich auf einer Auflageplatte 62 ab.

Unterhalb des Stahlscheibenelements ist ein Magnetelement 54 angeordnet. Dem liegt ein Gegenmagnetelement 55 gegenüber. Beide Magnetelemente 54, 55 sind so positioniert, daß sich ihre magnetischen Nordpole N gegenüber liegen, so daß sie ei­ ne Magnetgegenkraft 58 entwickeln.

Auf dem Magnetelement 54 sitzt ein Stößelelement 51 auf, das durch das Stahlscheibenelement 52 und das Druckfederelement 53 geführt ist.

Fig. 6a) und b) zeigen im Ausschnitt das Stahlplattenelement 52, den Magneten 54 und das Stößelelement 51. Wie Fig. 6b) zeigt, ist der Magnet 54 von einem U-förmigen Eisenjoch 64 umgeben. Der Nordpol N des Magneten liegt zum Stößelelement 51 hin und gegenüber der magnetische Südpol S. Hierdurch wird erreicht, daß das Stahlplattenelement Nordpol N und die U- Schenkel des Eisenjochs Südpol S haben und ein magnetischer Kurzschluß mit hoher Anziehungskraft vorliegt. Die Fig. 7 und 8 zeigen, daß die Magnete 54 und 55 zur Hälfte einen Nordpol N und zur Hälfte einen Südpol S haben. Hierdurch erhöht sich die Magnetkraft 39 ganz wesentlich.

In Fig. 9 sind verschiedene Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinien KL1, KL2, KL3 gezeigt, die durch die Kick-Down-Geber- Einrichtung 50 erzeugt werden können. Die verschiedenen Kenn­ linien werden durch den Einsatz von Magnetelementen 54, 55 gebildet, die unterschiedlich starke Magnetkräfte entwickeln. Als Magnetelemente kommen Permanentmagneten zum Einsatz.

Wird das Stößelelement 51 betätigt, braucht zuerst nur die Kraft überwunden werden, die den Gummiring 53.1 zusammen­ drückt. Ist das Druckfederelement 53 entspannt, bestimmt die zunehmende Magnetgegenkraft 58 den weiteren Kurvenverlauf. Am Anfang entsteht ein sinuskurvenähnlicher Kurvenanstieg KLA, der bis zum Kurvenmaximum KLM geführt wird. Zu überwinden sind dabei die Magnetkraft 56 und die Magnetgegenkraft 58. Nach dem Kurvenmaximum schließt sich ein cotangenskurvenähn­ licher Abstieg KLS an. Dieser kann einen unterschiedlichen Verlauf haben und wird letztendlich bis in ein Anschlagfen­ ster 60 geführt.

Die Erzeugung von Kick-Down-Signalen KS, wie sie sich aus den Ausführungsbeispielen ergibt, sei unter Zuhilfenahme des in den Fig. 1a und 1b dargestellten Fahrpedalelements, des in Fig. 4 gezeigten Drehwinkelsensorelements und der in Fig. 5 bis 8 dargestellten Kick-Down-Geber-Einrichtung mit den in Fig. 9 gezeigten Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinien erläutert.

Die Erzeugung von Kick-Down-Signalen KS macht sich immer dann erforderlich, wenn bei einem Fahrzeug mit einer Automatik- Schaltvorrichtung eine kurzzeitige Beschleunigung des Fahr­ zeugs notwendig ist.

Hierbei wird das Fahrpedalelement 7 des Pedalelements 3 in Richtung Grundplatte 4 durchgetreten. Hierbei bewegt sich das Pedalhebelelement 9 des Pedalelements 3 auf das Stößelelement 51 der Kick-Down-Geber-Einrichtung 50 zu.

Die Bewegungszusammenhänge sind schematisch in Fig. 10 zusam­ mengefaßt dargestellt. Hierbei zeigt die obenliegende Kurve die Kraft N als Funktion des Pedalwegs P. Darunter ist eine Bewegungskennlinie AS des Drehwinkelsensors 201 in Abhängig­ keit vom Drehwinkel α, der dem zurückgelegten Pedalweg P ent­ spricht, dargestellt.

Beim plötzlichen Niedertreten des Fahrpedalelements 7 wird am Anfang ein Pedalweg P zurückgelegt, der aus Gründen der An­ schaulichkeit linear ansteigend dargestellt ist. Im gleichen Maße wird hierbei die rotierende Einheit 219 des Drehwinkel­ sensors verdreht. Mit Hilfe des ringförmigen Magnetelements 224 werden mit Hilfe des Hallelements 222 Ausgangsspannungs­ werte erzeugt, die die linear ansteigende Kennlinie AS ausma­ chen.

Erreicht das Pedalhebelelement 9 das Stößelelement 51, bewegt sich das Stößelelement nach unten und erzeugt die bereits be­ schriebenen Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinien. Die Kennlinie KL1 ist diejenige, die am interessantesten ist und sicherlich zum Einsatz kommt. Sie macht deutlich, daß das Kurvenmaximum KLM schon nach einer kürzesten Wegstrecke erreicht wird. Es wurde gemessen, daß dieses bereits nach 0,3 mm (mechanische Kick-Down-Schalter erreichen das Kurvenmaximum erst nach 3 mm) erreicht wird, so daß für den kommenden Schaltweg viel Platz zur Verfügung steht. Für die weiteren Erläuterungen wird aus darstellerischen Gründen die Kick-Down-Magnetkraft- Kennlinie KL3 herangezogen. Bei dieser Kennlinie wird im Be­ reich des Kurvenmaximums KLM ein Toleranzfenster eingesetzt. Dieses Toleranzfenster 59 hat eine festlegbare Wegbreite 61. Der Punkt, bei dem das Schaltfenster die Kick-Down- Magnetkraft-Kennlinie KL3 hinter dem Kurvenmaximum KLM kreuzt, wird als Kick-Down-Punkt KP festgelegt. Wird dieser Punkt bei Betätigen der Einrichtung 50 erreicht, generiert er auf der linear ansteigenden Bewegungskennlinie AS das Kick- Down Signal KS. Dieses Signal wird an die Automatik- Schaltvorrichtung des Fahrzeugs weitergegeben und mit dessen Hilfe ein Gang heruntergeschaltet, so daß sich das Fahrzeug mühelos beschleunigen läßt. Beim weiteren Durchtreten wird der Kick-Down-Punkt KP überschritten und die Kick-Down- Magnetkraft-Kennlinie nimmt den bereits beschriebenen cotan­ genskurvenähnlichen Kurvenabstieg bis hin in das Anschlagfen­ ster 60.

Ist der Überholvorgang abgeschlossen, wird das Fahrpedalele­ ment 7 entlastet und das Stößelelement 51 freigegeben. Das Magnetelement 54 bewegt sich wieder sofort in Richtung Stahl­ plattenelement 52 und drückt wieder den Gummiring 53.1 des Druckfederelements 53 ein.

Ist es erforderlich, die Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie noch weiter zu beeinflussen, kann zwischen den Magnetelementen 54 und 55 eine weitere Druckfeder mit einer festzulegenden Fe­ derkennlinie dazwischengesetzt werden. Der besondere Vorteil der Einrichtung 50 besteht insbesondere darin, daß sie durch die Verwendung von Magnetkräften weitestgehend verschleißfrei ist. Vor allen Dingen lassen sich unterschiedlichste Kick- Down-Magnetkraft-Kennlinien erzeugen, die eine komfortable Bedienung der Automatik-Schaltvorrichtung sichern.

Claims (18)

1. Verfahren zur Erzeugung von Kick-Down-Signalen (KS) für eine Automatikschaltvorrichtung durch eine Fahrpedalein­ richtung mit wenigstens einem Pedalelement (3; 13; 112), das in wenigstens einem Drehpunkt (1; 11; 111) zu bewegen und mit dem wenigstens ein Bewegungssensorelement (2; 12; 172) zu verstellen ist, das eine Bewegungskennlinie (AS) abgibt, gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Tippschalters mit wenigstens einem bewegbaren Magnetelement (52), dem wenigstens ein Ma­ gnetgegenelement (52, 53, 55) gegenüber liegt, als Kick-Down-Geber-Einrichtung (50) derart, daß beim Betä­ tigen des Magnetelements (52) durch das Fahrpedalele­ ment (3; 13; 112) eine Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) mit einem sinuskurvenähnlichen Kennli­ nienanstieg (KLA) mit einem Kurvenmaximum (KLM) erzeugt wird, dem sich ein cotangenskurvenähnlicher Kurvenab­ stieg (KLS) anschließt, der in einem Anschlagfenster (60) endet, und
daß mit einem in das Kurvenmaximum (KLM) gelegten Tole­ ranzfenster (59) mit einer Wegbreite (61) ein Kick- Down-Punkt (KP) bestimmt wird, dem ein Kick-Down-Signal (KS) auf der Bewegungskennlinie (AS) des Bewegungssen­ sorelements (2; 12; 172) entspricht.

2. Verfahren zur Erzeugung von Kick-Down-Signalen (KS) für eine Automatikschaltvorrichtung durch eine Fahrpedalein­ richtung mit wenigstens einem Pedalelement (3; 13; 112), das in wenigstens einem Drehpunkt (1; 11; 111) zu bewegen und mit dem wenigstens ein Bewegungsschalter zu schalten ist, gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Tippschalters mit wenigstens einem bewegbaren Magnetelement (52), dem wenigstens ein Ma­ gnetgegenelement (52, 53, 55) gegenüber liegt, als Kick-Down-Geber-Einrichtung (50) derart, daß beim Betä­ tigen des Magnetelements (52) durch das Fahrpedalele­ ment (3; 13; 112) eine Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) mit einem sinuskurvenähnlichen Kennli­ nienanstieg (KLA) mit einem Kurvenmaximum (KLM) erzeugt wird, dem sich ein cotangenskurvenähnlicher Kurvenab­ stieg (KLS) anschließt, der in einem Anschlagfenster (60) endet, und
daß mit einem in das Kurvenmaximum (KLM) gelegten Tole­ ranzfenster (59) mit einer Wegbreite (61) ein Kick- Down-Punkt (KP) bestimmt wird, dem ein Kick-Down-Signal (K5) des Bewegungsschalters entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgegenelement (52, 53, 55) einen Magnet­ kraftverlauf (56, 58) erzeugt, mit dem der Kurvenanstieg (KLA) und das Kurvenmaximum (KLM) der Kick-Down-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckfederelement (53) verwendet wird, mit dem zusammen mit dem Magnetgegenelement (52, 55) der Kurvenanstieg (KLA) der Kick-Down-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Bewegungssensorelement (2; 12; 172) ein Drehwinkelsensor (201) oder ein Drehpotentiometer (204) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewegungsschalter eine Hall-Schaltereinrichtung oder ein elektrischer Schalter verwendet wird.

7. Fahrpedal-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder wenigstens ei­ nem der Ansprüche 3 bis 6, mit
wenigstens einem Fahrpedalelement (3; 13; 113), das in einem Fahrpedaldrehpunkt (1; 11; 111, 160) gegenüber einem Grundflächenelement (4; 40; 112) zu bewegen ist,
einem Bewegungssensorelement (2; 20; 172), das eine Be­ wegungskennlinie (AS) abgibt, und
einer Kick-Down-Geber-Einrichtung (50),
wobei das Bewegungssensorelement (2; 20; 172) und die Kick-Down-Geber-Einrichtung (50) wenigstens durch ein Bewegen des Fahrpedalelements (2; 20; 172) zu bewegen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kick-Down-Geber-Einrichtung (50) wenigstens ein bewegbares Magnetelement (52) aufweist, demgegenüber wenigstens ein Magnetgegenelement (52, 55) angeordnet ist, mit denen eine Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) zu erzeugen ist, und
daß mit einem Kick-Down-Punkt (KS) nach einem Kurven- Maximum (KLM) der Kick-Down-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) ein Kick-Down-Signal (KS) auf der Bewegungskennlinie des Bewegungssensorelements (2; 20; 172) zu erzeugen ist.

8. Fahrpedal-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, mit
wenigstens einem Fahrpedalelement (3; 13; 113), das in einem Fahrpedaldrehpunkt (1; 11; 111, 160) gegenüber einem Grundflächenelement (4; 40; 112) zu bewegen ist, einem Bewegungsschalter, der ein Schalt-Signal abgibt, und
einer Kick-Down-Geber-Einrichtung (50),
wobei das Bewegungssensorelement (2; 20; 172) und die Kick-Down-Geber-Einrichtung (50) wenigstens durch ein Bewegen des Fahrpedalelements (2; 20; 172) zu bewegen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kick-Down-Geber-Einrichtung (50) wenigstens ein bewegbares Magnetelement (52) aufweist, demgegenüber wenigstens ein Magnetgegenelement (52, 55) angeordnet ist, mit denen eine Kick-Down-Magnetkraft-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) zu erzeugen ist, und
daß mit einem Kick-Down-Punkt (KS) nach einem Kurven- Maximum (KLM) der Kick-Down-Kennlinie (KL1, KL2, KL3) ein Kick-Down-Signal (KS) als Schalt-Signal des Bewe­ gungsschalters zu schalten ist.

9. Kick-Down-Geber-Einrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6 oder des Verfahrens nach wenigstens einem der An­ sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem bewegbaren Magnetelement (54) wenigstens auf einer Seite gegenüberliegend ein Gegenmagnetelement (55) und seiner anderen Seite gegenüberliegend wenigstens ein Plattenelement (52) aus einem magnetisch leitenden Mate­ rial angeordnet ist.

10. Fahrpedal-Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 oder Kick- Down-Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgegenelement ein Gegenmagnetelement (55), das dem Magnetelement (54) auf einer Seite gegenüberlie­ gend angeordnet ist, und wenigstens ein Plattenelement (52) aus einem magnetisch leitenden Material aufweist, das dem Magnetelement (54) auf seiner anderen Seite ge­ genüberliegend angeordnet ist.

11. Fahrpedal-Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 10 oder 8 oder 10 oder Kick-Down-Einrichtung nach Anspruch 9 oder einer Fahrpedal-Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Magnetelement (54) mit seinem einen magnetischen Pol (N, S) gegenüber einem gleichen magnetischen Pol (N, S) des Gegenmagnete­ lements (55) und mit seinem anderen magnetischen Pol (N, S) wenigstens gegenüber dem Plattenelement (52) angeord­ net ist.

12. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Plattenelement (52) und dem bewegbaren Magnetelement (54) ein Druckfederelement (53) angeordnet ist.

13. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Plattenelement ein Stahlscheibenelement (52) ist.

14. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement (54) mit einem Stößelele­ ment (51) zu bewegen ist.

15. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Magnetelement (54) und das Gegenmagne­ telement (55) als Permanentmagneten ausgebildet sind.

16. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Magnetelement (54) und/oder das Gegen­ magnetelement (55) zur einen Hälfte einen magnetischen Nordpol (N) und zur anderen Hälfte einen magnetischen Südpol (S) aufweist.

17. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens das Magnetelement (54) wenig­ stens teilweise von einem Eisenjoch (64) umgeben ist.

18. Fahrpedal-Vorrichtung oder Kick-Down-Einrichtung nach we­ nigstens einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bewegungssensorelement (2; 12; 172) ein Drehwinkelsensor (201) oder ein Drehpotentiometer (204) und daß der Bewegungsschalter eine Hall-Schalteinrichtung oder ein elektrischer Schalter ist.