DE10042536A1 - Bremspedalmodul und Abstandhaltesystem - Google Patents

Abstract

Ein Bremspedalmodul für eine Radbremseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs umfaßt einen an dem Kraftfahrzeug bewegbar anbringbaren Pedalhebel (3), über den durch Fußbetätigung eine Betätigungskraft (F) auf die Radbremseinrichtung (2) des Fahrzeugs aufbringbar ist, und einen mit dem Pedalhebel (3) gekoppelten Betätigungsarm (6) zur Übertragung der Betätigungskraft (F) auf die Radbremseinrichtung (2). Der Pedalhebel (3) und der Betätigungsarm (6) sind derart angeordnet und ausgebildet, daß der Pedalhebel (3) bei einer selbsttätigen Ausübung einer Bremskraft durch die Radbremseinrichtung (2) in eine der Bremskraft entsprechende Stellung bewegt wird. Während der selbsttätigen Ausübung der Bremskraft ist der Pedalhebel (3) entgegen der Betätigungsrichtung (F) anhebbar. Damit wird die Sicherheit bei der Betätigung einer Radbremseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Abstandhaltesystem mit einer selbsttätigen Radbremseinrichtung verbessert. Insbesondere wird ein Festklemmen des Fahrerfußes verhindert. Vielmehr kann der Fahrer den Fuß bei einem Einklemmen unter dem Pedalhebel (3) stets aus der Verklemmung lösen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremspedalmodul für eine Radbremseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen an dem Kraftfahrzeug bewegbar anbringbaren Pedalhebel, über den durch Fußbetätigung eine Betätigungskraft auf die Radbremseinrichtung des Fahrzeugs aufbringbar ist, und einen mit dem Pedalhebel gekoppelten Betätigungsarm zur Übertragung der Betätigungskraft auf die Radbremseinrichtung, wobei der Pedalhebel und der Betätigungsarm derart angeordnet und ausgebildet sind, daß der Pedalhebel bei einer selbsttätigen Ausübung einer Bremskraft durch die Radbremseinrichtung in eine der Bremskraft entsprechende Stellung bewegt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Abstandhaltesystem, das ein solches Bremspedalmodul umfaßt.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Abstandhaltesysteme für Kraftfahrzeuge allgemein bekannt, die den Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem anderen Kraftfahrzeug oder einem Hindernis ermittelten und bei einem Unterschreiten eines vorgegebenen, in der Regel geschwindigkeitsabhängigen Mindestabstandes selbsttätig eine Bremsung über die Radbremseinrichtung des Fahrzeuges auslösen, ohne daß der Fahrer des Kraftfahrzeuges hierzu den Bremspedalhebel niedertreten müßte. Um dem Fahrer einen schnellen Eingriff in einen selbsttätig ausgelösten Bremsvorgang zu erlauben und ihm eine unmittelbare, weitergehende Betätigung des Bremspedalhebels zu ermöglichen, wird bei den bekannten Abstandhaltesystemen der Bremspedalhebel in Abhängigkeit der automatisch aufgebrachten Bremskraft mitbewegt. Dabei nimmt der Bremspedalhebel während einer selbsttätigen Bremsung diejenige Stellung ein, welche sich auch bei einer allein durch den Fahrer aufgebrachten Bremskraft ergeben würde. Möchte der Fahrer die automatisch eingestellte Bremskraft weiter erhöhen, so befindet sich der Bremspedalhebel dazu bereits in der richtigen Stellung, so daß bei einem Niedertreten kein kraftfreier Leerweg überwunden werden muß, der den Fahrer irritieren könnte.

Bei einer selbsttätigen Vollbremsung folgt aus der Kopplung der Pedalhebelbewegung mit der tatsächlich ausgeübten Bremskraft, daß der Bremspedalhebel eine bis zu seinem Anschlag niedergetretene Stellung einnimmt. Tritt eine solche Vollbremsung überraschend ein, so besteht die Gefahr, daß der Fuß des Fahrers zwischen dem Pedalhebel und dessen Anschlag, beispielsweise dem Bodenblech des Fahrzeugs eingeklemmt wird. Eine solche Einklemmgefahr besteht auch bei geringeren Bremskräften. Neben der Verletzungsgefahr sowie der Gefahr einer Fesselung an das Fahrzeug bei einem Unfall wird insbesondere im letztgenannten Fall geringerer Bremskräfte dem Fahrer die Möglichkeit genommen, den Bremsvorgang durch eine zusätzliche Erhöhung der Bremskraft zu beeinflussen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit bei der Betätigung einer Radbremseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Abstandhaltesystem mit einer selbsttätigen Radbremseinrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Bremspedalmodul der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Pedalhebel während der selbsttätigen Ausübung der Bremskraft entgegen der Betätigungsrichtung anhebbar ist. Dadurch ist es dem Fahrer in jeder Situation möglich, seinen Fuß zwischen dem Pedalhebel und dessen Anschlag herauszuziehen, sofern er diesen dort versehentlich hin verlagert hat.

Vorzugsweise ist zwischen dem Pedalhebel und der Radbremseinrichtung eine Federeinrichtung vorgesehen ist, welche bei Einwirkung einer Druckkraft in Betätigungsrichtung auf den Pedalhebel starr, bei Einwirkung einer durch den Fuß eines Fahrers aufgebrachten Zugkraft auf den Pedalhebel hingegen um einen definierten Federweg nachgiebig ist. Damit wird eine Betätigung der Radbremseinrichtung über das Bremspedalmodul in herkömmlicher Art und Weise gewährleistet. Die Feder ist derart abgestimmt, daß diese mit der Bewegung des eingeklemmten Fußes nachgibt. Sie dient vor allem auch dazu, ein unerwünschtes Anheben bzw. Lüften des Pedalhebels zu unterbinden, um die Entstehung von Klappergeräuschen zu unterdrücken und bei einem plötzlichen Loslassen des Pedalhebels ein freies Schwingen desselben zu verhindern.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung Erfindung weist die Federeinrichtung einen mit dem Pedalhebel verbundenen Betätigungskolben auf, der in einem mit der Radbremseinrichtung verbundenen Zylinder aufgenommen ist. Dabei ist zwischen der pedalhebelseitigen Kolbenrückwand und dem Zylinder eine Feder unter Druck eingespannt, welche die pedalabseitige Kolbenvorderwand gegen eine Anlagefläche des Zylinders in Richtung der Radbremseinrichtung drückt. Eine solche Federeinrichtung läßt sich sowohl zwischen dem Pedalhebel und dem Betätigungsarm, innerhalb eines zweiteilig ausgebildeten Betätigungsarms oder im Bereich der Ankopplung des Betätigungsarm an die Radbremseinrichtung anbringen. Sie ist überdies als kompakte Einheit einfach zu fertigen und zu montieren.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Abstandhaltesystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Radbremseinrichtung, eine Steuer- und Erfassungseinrichtung, welche den Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem anderen Kraftfahrzeug oder einem Hindernis ermittelt und bei Unterschreiten eines Mindestabstandes selbsttätig eine Bremsung über die Radbremseinrichtung auslöst, sowie ein Bremspedalmodul der vorstehend beschriebenen Art.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels eines Bremspedalmoduls vor einem Abschnitt einer Radbremseinrichtung, und in

Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung der Federeinrichtung des Bremspedalmoduls aus Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Bremspedalmodul 1 für eine Radbremseinrichtung 2 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Radbremseinrichtung 2 ist in herkömmlicher Art und Weise ausgebildet, um eine seitens eines Fahrers auf das Bremspedalmodul 1 ausgeübte Betätigungskraft F in eine an den Fahrzeugrädern wirksame Bremskraft zu übersetzen. Sie ist hier Teil eines Abstandhaltesystems, das automatisch einen Bremsvorgang einleitet, wenn das Kraftfahrzeug zu einem anderen Kraftfahrzeug oder zu einem Hindernis einen geschwindigkeitsabhängig vorgegebenen Mindestabstand unterschreitet. Dazu ist eine geeignete Steuer- und Erfassungseinrichtung vorgesehen, mit der zunächst der Abstand zu einem anderen Kraftfahrzeug bzw. einem Hindernis ermittelt wird. Bewegt sich der ermittelte Abstand unterhalb einer vorgegebenen Schwelle, so aktiviert die Steuer- und Erfassungseinrichtung die Radbremseinrichtung des Fahrzeuges. Derartige Abstandhaltesysteme sind bereits bekannt und bedürfen daher für den Fachmann keiner weitergehenden Erläuterung.

Das Bremspedalmodul 1 umfaßt einen Pedalhebel 3, der mit seinem oberen Ende an dem hier nicht näher dargestellten Aufbau des Fahrzeuges um eine Drehachse A schwenkbar angelenkt ist. Der Pedalhebel 3 weist an seinem unteren Ende eine Pedalplatte 4 auf, über die die Betätigungskraft F des Fahrers aufgebracht wird. Zur Erfassung der Stellung des Pedalhebels 3 ist ein Wegsensor 5 vorgesehen, der in der Nähe der Drehachse A an dem Pedalhebel 3 angreift. Das von dem Wegsensor 5 erfaßte Signal wird in der Steuer- und Erfassungseinrichtung des Abstandhaltesystems verarbeitet.

Weiterhin umfaßt das Bremspedalmodul 1 einen Betätigungsarm 6, über den die auf den Pedalhebel 3 einwirkende Betätigungskraft F des Fahrers in die Radbremseinrichtung 2 in Form einer Druckkraft eingeleitet wird. Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, weist der Betätigungsarm 6 einen an dem Pedalhebel 3 schwenkbar angekoppelten Sockel 7 auf. Das dazu vorgesehene Schwenkgelenk 8 sitzt in der oberen Hälfte des Pedalhebels 3. An dem sich von dem Sockel 7 zu der Radbremseinrichtung 2 erstreckenden Teil des Betätigungsarms 6 ist eine Federeinrichtung 9 vorgesehen, die in Fig. 2 im Detail gezeigt ist.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Betätigungsarm 6 zwei im wesentlichen stangenartige Abschnitte 10 und 11 auf, zwischen denen die Federeinrichtung 9 eingegliedert ist. Der erste stangenartige Abschnitt 10 verbindet den Sockel 7 mit einer scheibenförmigen Platte der Federeinrichtung 9, die hier auch als Kolben 12 bezeichnet wird. Der zweite stangenartige Abschnitt 11, der sich durch eine Öffnung 14 in einem Bodenblech 15 des Fahrzeuges hindurch erstreckt, verbindet hingegen die Radbremseinrichtung 2 mit einer Aufnahme für die scheibenförmigen Platte bzw. den Kolben 12. Diese Aufnahme ist hier als Zylinder 13 ausgebildet.

Zwischen der zu dem Pedalhebel 3 weisenden Rückwand des Kolbens 12 und dem Zylinder 13 ist eine Feder 16 angeordnet, die unter Druckvorspannung eingebaut ist. Der Zylinder 13 weist eine axiale Anschlagfläche 17 auf, gegen die sich die Feder 16 abstützt. Fig. 2 zeigt die Federeinrichtung 9 in ihrem Normalzustand, in dem die Feder 16 den Kolben 12 mit seiner von dem Pedalhebel 3 abgewandten Seite gegen eine Stirnwand 18 des Zylinders 13 in Richtung der Radbremseinrichtung 2 drückt. Zwischen der pedalhebelabseitigen Kolbenvorderwand und in der Stirnwand 18 sind Pufferelemente 19 vorgesehen, die bei einem Abheben des Kolbens 12 von der Stirnwand 18 und einem nachfolgenden Zurückprallen eine Stoßdämpfung bewirken. Diese Pufferelemente 19 aus Elastomermaterial werden vorzugsweise an dem Kolben 12 befestigt, können alternativ jedoch auch an der Stirnwand 18 angebracht werden.

Der Kolben 12 ist an der Innenwand des Zylinders 13 axial geführt. Eine weitere Lagerstelle kann im Bereich des Eintauchen des ersten stangenförmigen Abschnitts 10 in den Zylinder 13 vorgesehen werden, die hier beispielhaft in der Art einer Kolbenstangenführung 20 ausgeführt ist. Im Falle einer Befüllung des Zylinders 13 mit einem Dämpfungsfluid ist dort eine geeignete Dichtung vorgesehen. Durch eine solche Befüllung des Zylinders läßt sich bei weicher Ausbildung der Feder 16 bei einem plötzlichen Loslassen des Pedalhebels 3 ein Prellen des Kolbens 12 an der Stirnwand 18 verhindern.

Im folgenden soll nun kurz die Wirkungsweise des Bremspedalmoduls 1 im Zusammenhang mit der Federeinrichtung 9 beschrieben werden, die hier als Festklemmschutz für den Fuß des Fahrers zwischen dem Pedalhebel 3 und dem Bodenblech 15 dient.

Bei einer bestimmungsgemäßen Betätigung des Pedalhebels 3 tritt der Fahrer in der Betätigungsrichtung F auf die Pedalplatte 4. Die dabei erzeugte Druckkraft wird über den Betätigungsarm 6 unmittelbar in die Radbremseinrichtung 2 eingeleitet. Insoweit unterscheidet sich die Betriebsweise des vorstehend beschriebenen Bremspedalmoduls 1 nicht von herkömmlichen Bremspedalmodulen.

Aktiviert das Abstandhaltesystem die Radbremseinrichtung 2 automatisch, so wird der zweite Abschnitt 11 des Betätigungsarms 6 in Richtung der Radbremseinrichtung 2 gezogen. Aufgrund der Wirkung der Feder 16 folgt der erste Abschnitt 10 des Betätigungsarms 6 dem zweiten Abschnitt 11, so daß der mit dem Betätigungsarm 6 verbundene Pedalhebel 3 in eine der Bremskraft entsprechende Stellung in Richtung auf das Bodenblech 15 geschwenkt wird. Dabei wird der Abstand s zwischen dem Pedalhebel 3 und insbesondere dessen Pedalplatte 4 und dem Bodenblech 15 vermindert, wobei das Bodenblech 15 oder ein gegebenenfalls an diesem vorgesehener Puffer letztlich den maximalen Bewegungsweg des Pedalhebels 3 begrenzt, ohne dabei bereits ein Abheben des Kolbens 12 zu verursachen.

Befindet sich nun bei einer automatischen Bremsung versehentlich der Fuß des Fahrers zwischen dem Pedalhebel 3 und dem Bodenblech 15, so kann dieser durch die Pedalbewegung eingeklemmt werden. In dieser Situation erlaubt die Federeinrichtung 9 jedoch ein Anheben des Pedalhebels 3 entgegen der Betätigungsrichtung F, wobei die Feder 16 komprimiert wird. Die Steifigkeit in der Feder 16 ist dabei so ausgelegt, daß die Fußkräfte eines Fahrers dazu ausreichen. Der Fahrer kann so selbst bei einem Einklemmen des Fußes die Verklemmung lösen und seinen Fuß zwischen dem Pedalhebel 3 unter dem Bodenblech 15 herausziehen. Gleichfalls wird selbst bei einem vollständigen Niedertreten des Pedalhebels 3 ein ausreichender Federweg gewährleistet, so daß bei einer Vollbremsung mit maximalen Verschiebungsweg zwischen dem Pedalhebel 3 und dem Bodenblech 15 nach dem Abheben des Kolbens 12 von der Stirnwand 18 und einem Zusammendrücken der Feder 16 ein Freiraum verbleibt, der der Größe eines Vorderfußes entspricht. Die Auslegung erfolgt beispielsweise anhand der Dicke eines beschuhten Vorderfußes eines 95-Prozent-Mannes (DIN 33402). Um bei einem vollständigen Niedertreten des Pedalhebels 3 zu verhindern, daß dabei auch der Federweg des Festklemmschutzes überwunden wird, ist ein zusätzlicher Anschlag 21 vorgesehen, der beispielsweise die maximale Bewegung des zweiten Abschnittes 11 in Richtung auf die Radbremseinrichtung 2 beschränkt. Hier sind jedoch auch andere Ausführungsvarianten denkbar. Beispielsweise ist es möglich, den Zylinder 13 bei maximaler Bremskraft gegen das Bodenblech 15 auflaufen zu lassen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Feder 16 als Zylinderfeder ausgebildet, die koaxial um eine mit den Kolben 12 verbundene Kolbenstange angeordnet ist. Anstelle einer Zylinderfeder kann jedoch auch ein anderes Federprinzip eingesetzt werden, das bei Einwirkung einer Betätigungskraft F auf den Pedalhebel 3 in Druckrichtung eine starre Kraftübertragung auf die Radbremseinrichtung 2 erlaubt, in Gegenrichtung, das heißt bei Einwirkung einer Zugkraft auf den Pedalhebel 3 ein Lüften bzw. Anheben desselben ermöglicht.

Weiterhin kann anstelle der Zylinderfeder eine Elastomerfeder eingesetzt werden. Überdies ist es in einer weiteren Abwandlung möglich, die Federeinrichtung 9 an der Kopplungsstelle zwischen dem Pedalhebel 3 und dem Betätigungsarm 6 anzuordnen, oder aber auch an der Kopplungsstelle des Betätigungsarms 6 mit, der Radbremseinrichtung 2, wobei die Federeinrichtung 9 auch in die Radbremseinrichtung 2 integrierbar ist.

In allen Fällen wird damit die Sicherheit bei der Betätigung einer Radbremseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Abstandhaltesystem mit einer selbsttätigen Radbremseinrichtung verbessert.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Bremspedalmodul

2

Radbremseinrichtung

3

Pedalhebel

4

Pedalplatte

5

Wegsensor

6

Betätigungsarm

7

Sockel

8

Schwenkgelenk

9

Federeinrichtung

10

erster Abschnitt des Betätigungsarms

11

zweiter Abschnitt des Betätigungsarms

12

Kolben

13

Zylinder

14

Öffnung

15

Bodenblech

16

Feder

17

Anschlagfläche des Zylinders

18

Stirnwand des Zylinders

19

Puffer

20

Kolbenstangenführung

21

Anschlag
A Schwenkachse des Pedalhebels
F Betätigungskraft
s Pedalhebelweg

Claims (10)

1. Bremspedalmodul für eine Radbremseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen an dem Kraftfahrzeug bewegbar anbringbaren Pedalhebel (3), über den durch Fußbetätigung eine Betätigungskraft (F) auf die Radbremseinrichtung (2) des Fahrzeugs aufbringbar ist, und einen mit dem Pedalhebel (3) gekoppelten Betätigungsarm (6) zur Übertragung der Betätigungskraft (F) auf die Radbremseinrichtung (2), wobei der Pedalhebel (3) und der Betätigungsarm (6) derart angeordnet und ausgebildet sind, daß der Pedalhebel (3) bei einer selbsttätigen Ausübung einer Bremskraft durch die Radbremseinrichtung (2) in eine der Bremskraft entsprechende Stellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalhebel (3) während der selbsttätigen Ausübung der Bremskraft entgegen der Betätigungsrichtung (F) anhebbar ist.

2. Bremspedalmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pedalhebel (3) und der Radbremseinrichtung (2) eine Federeinrichtung (9) vorgesehen ist, welche bei Einwirkung einer Druckkraft in Betätigungsrichtung auf den Pedalhebel (3) starr, bei Einwirkung von einer durch den Fuß eines Fahrers aufgebrachten Zugkraft auf den Pedalhebel (3) hingegen um einen definierten Federweg nachgiebig ist.

3. Bremspedalmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg mindestens der Dicke eines beschuhten Vorderfußes eines 95-Prozent- Mannes entspricht.

4. Bremspedalmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (9) einen mit dem Pedalhebel (3) verbundenen Betätigungskolben (12) aufweist, der in einem mit der Radbremseinrichtung (2) verbundenen Zylinder (13) aufgenommen ist, wobei zwischen der pedalhebelseitigen Kolbenrückwand und dem Zylinder (13) eine Feder (16) unter Druck eingespannt ist, welche die pedalabseitige Kolbenvorderwand gegen eine Stirnwand (18) des Zylinders (13) in Richtung auf die Radbremseinrichtung (2) drückt.

5. Bremspedalmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (13) mit einem Dämpfungsfluid befüllt ist.

6. Bremspedalmodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) eine Zylinderfeder ist, welche konzentrisch um eine mit dem Kolben (12) verbundene Kolbenstange angeordnet ist.

7. Bremspedalmodul nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) eine Elastomerfeder ist.

8. Bremspedalmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (9) an dem Betätigungsarm (6) vorgesehen ist.

9. Bremspedalmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (6) einen ersten, stangenförmigen Abschnitt (10) aufweist, der zwischen dem Pedalhebel (3) und der Federeinrichtung (9) eingekoppelt ist, und einen zweiten, stangenförmigen Abschnitt (11), der mit der Federeinrichtung (9) gekoppelt ist, zum Anschluß an die Radbremseinrichtung (2).

10. Abstandhaltesystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Radbremseinrichtung (2), eine Steuer- und Erfassungseinrichtung, welche den Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem anderen Kraftfahrzeug oder einem Hindernis ermittelt und bei Unterschreiten eines Mindestabstandes selbsttätig eine Bremsung über die Radbremseinrichtung (2) auslöst, sowie ein Bremspedalmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.