DE102012212676A1

DE102012212676A1 - Fahrzeugpedal mit haptischer Rückmeldung

Info

Publication number: DE102012212676A1
Application number: DE201210212676
Authority: DE
Inventors: Jan Lingk; Michael Timofeev; Martin Brockmann
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-05-15
Also published as: CN203427622U

Abstract

Fahrzeugpedal mit einem mit dem Fuß zu betätigenden beweglichen Pedalelement, das auslenkbar an einem Grundelement befestigt ist und eine Fußauflage aufweist, wobei das Pedalelement die Auslenkung über einen Hebel oder ein Scharnier an das Grundelement weitergibt, wobei lediglich der Fußauflage ein Antrieb für eine haptische Rückmeldung zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrpedal mit haptischer Rückmeldung mit einem mit dem Fuß zu betätigenden beweglichen Pedalelement, das auslenkbar an einem Grundelement befestigt ist und eine Fußauflage aufweist, wobei das Pedalelement die Auslenkung über einen Hebel oder ein Scharnier an das Grundelement weitergibt
Fahrzeugpedale sind an sich vielfältig bekannt und werden in verschiedenen Fahrzeugen zur Regelung der Motorleistung oder der Bremsen sowie Kupplung eingesetzt. Das bewegliche, mit dem Fuß zu betätigende Pedalelement ist auslenkbar an einem in der Regel fahrzeugfesten Grundelement angebracht.
Man unterscheidet zwei Bauformen. Das stehende Gaspedal ist am Wagenboden mit einem Scharnier befestigt, und meistens hoch und schmal. Das kleinere hängende Gaspedal ist an einem Hebel befestigt, der von vorne oben in den Fußraum reicht, und seinen Drehpunkt oben hat. Im PKW-Bereich werden meistens hängende Pedale verwendet; stehende Pedale sind vor allem bei Sportwagen verbreitet.
Ohne äußere Betätigung nimmt das Pedalelement eine Grundstellung ein, die bspw. in der Ansteuerung des Motors zu minimaler Motorleistung ("Standgas") führt. Zur Auslenkung des Pedalelements in Betätigungsrichtung ist eine Betätigungskraft erforderlich, die die auf das Pedalelement wirkende Gegenkraft überwindet. Heutzutage werden in der Mehrzahl neu hergestellter Fahrzeuge elektronische Fahrtregler verwendet, bei denen keine direkte mechanische Steuerung (bspw. über einen Bowdenzug) durch das Pedalelement erfolgt, sondern stattdessen die Stellung des Pedalelements durch einen elektronischen Sensor abgefragt wird. Das Sensorsignal wird in einer Fahrzeugsteuerung verarbeitet und der Motor, die Bremsen oder die Kupplung entsprechend angesteuert. In derartigen elektronischen Fahrzeugpedalen wirkt einerseits mindestens eine Rückstellfeder, die eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung aufbringt. Zusätzlich sind häufig Reibungselemente vorgesehen, die zu einer Dämpfung der Bewegung und daraus folgenden Bewegungshysterese führen. So wird ein für den jeweiligen Anwendungsfall gewünschter Verlauf der benötigten Betätigungskraft in Abhängigkeit von der Auslenkung in Betätigungsrichtung (Kraft-Wegkennlinie) erzielt.
Daneben ist es bekannt, solche Fahrzeugpedale mit haptischer Rückmeldung auszustatten, d.h. das Pedal gibt je nach elektronischer Auswertung der Fahrzeugsteuerung ein Signal an den Fuß des Fahrers über eine Bewegung des Pedals, meist ein Vibrieren oder Ruckeln etc., weiter, das den Fahrer auf eine Situation aufmerksam macht (vgl. z.B. US 7,798,578 B2 ).
Bisher sind jedoch die Fahrzeugpedale mit haptischer Rückmeldung aufwendig und komplex aufgebaut. Zudem sind bisher die bewegten Massen relativ groß, so dass entsprechend auch die Bewegungsvorrichtung kräftig sein muss.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeugpedal mit haptischer Rückmeldung bereitzustellen, das einfach aufgebaut ist und leicht aufgebaut ist. Zudem ist ein Aufbau wünschenswert, der sich für die kommerzielle Massenfertigung eignet.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Fahrzeugpedal gelöst.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass, wenn lediglich der Fußauflage ein Antrieb für eine haptische Rückmeldung zugeordnet ist, der Antrieb besonders klein und somit leicht sowie einfach ausfallen kann. Somit ist es möglich, kostengünstig Fahrzeuge serienmäßig entsprechend auszurüsten, so dass der Fahrer durch die haptische Rückmeldung nicht nur eine Rückmeldung über die Pedalstellung bekommen kann, sondern auch situativ auf Informationen, Warnungen usw. aufmerksam gemacht werden kann.
Wenn der Antrieb der haptischen Rückmeldung mit zumindest einem Teil der Fußauflage beweglich verbunden ist, also ggf. nur ein kleiner Teil der Fußauflage vom Antrieb bewegbar ist, kann der Antrieb noch kleiner ausfallen. So kann der Antrieb über eine Stimulationsplatte mit der Fußauflage zusammenwirken, die so an der Fußauflage platziert ist, dass z.B. lediglich die übliche Gummiauflage bewegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Antrieb eine Nockenscheibe und einen entsprechenden Nockenstößel, so dass durch eine Bewegung der Nockenscheibe der Nockenstößel rhythmisch vor und zurück bewegt wird. Somit lässt sich in einfacher Weise der vom Antrieb bewegliche Teil der Fußauflage ruckeln bzw. vibrieren. Dabei kann die Stimulationsplatte mit dem Nockenstößel verbunden sein.
Weiterhin kann der Antrieb durch einen Linearmotor oder Vibrationsmotor ausgeführt sein. Dann wird die Bewegung des Antriebes direkt oder indirekt als im wesentlichen Linearbewegung bzw. lineare Erregungsschwingung auf die Fußauflage übertragen.
Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen möglich sind. So ist es denkbar, die Vibrationseinrichtungen moderner Mobiltelefone zu verwenden.
Da der Antrieb entsprechend klein sein kann, ist es möglich, ihn direkt an der Fußauflage selber anzuordnen. Entsprechend ist die bewegte Masse klein und der Antrieb benötigt keine großen Kräfte.
Selbstverständlich ist der Antrieb mit der Fahrzeugsteuerung verbunden, so dass die haptische Rückmeldung steuerbar ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der einzigen Zeichnung, in der schematisch der Aufbau eines erfindungsgemäßen als Ganzes mit 1 bezeichneten Fahrzeugpedals mit haptischer Rückmeldung gezeigt ist.
Das Fahrzeugpedal 1 ist vorliegend ein Gaspedal eines PKW und umfasst einen Hebel 2, der gelenkig an einem nicht gezeigten Grundelement aufgehangen ist. An dem Hebel 2 ist die plattenförmige Fußauflage 3 angeordnet, auf der wiederum eine antirutsch Gummiauflage 4 aufgelegt ist. In der dem Fahrer bzw. dessen Fuß abgewandten Seite der Fußauflage 3 ist ein Antrieb 5 für die haptische Rückmeldung angeordnet und am Hebel 2 befestigt.
Der Antrieb 5 umfasst einen Elektromotor 6, der eine Nockenscheibe 7 antreibt, die auf einen Nockenstößel 8 einwirkt, an dessen anderen Ende eine Stimulationsplatte 9 angeordnet ist.
Die Stimulationsplatte 9 ist in einem Durchbruch 12 der Fußauflage 3 angeordnet, so dass sie etwa bündig mit deren Oberfläche verläuft und so auf den Fuß einwirken kann.
Sie mit einer Feder 10 versehen, die an einem Widerlader 11 befestigt ist, so dass die Stimulationsplatte 9 nach der vom Antrieb 5 bewirkten vorwärts Bewegung eine rückwärts Bewegung ausführt.
Der Motor 6 ist mit der Fahrzeugsteuerung 13 verbunden, um situativ entsprechend angesteuert zu werden, um dem Fahrer haptisch Rückmeldungen zu geben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7798578 B2 [0005]

Claims

Fahrzeugpedal mit einem mit dem Fuß zu betätigenden beweglichen Pedalelement, das auslenkbar an einem Grundelement befestigt ist und eine Fußauflage aufweist, wobei das Pedalelement die Auslenkung über einen Hebel oder ein Scharnier an das Grundelement weitergibt, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich der Fußauflage ein Antrieb für eine haptische Rückmeldung zugeordnet ist.
Fahrzeugpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der haptischen Rückmeldung mit zumindest einen Teil der Fußauflage beweglich verbunden ist.
Fahrzeugpedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine Nockenscheibe und einen entsprechenden Nockenstößel umfasst.
Fahrzeugpedal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb durch einen Linearmotor oder Vibrationsmotor ausgeführt ist.
Fahrzeugpedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb direkt mit der Fußauflage zusammenwirkt.
Fahrzeugpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb über eine Stimulationsplatte mit der Fußauflage zusammenwirkt.
Fahrzeugpedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb an der Fußauflage angeordnet ist.
Fahrzeugpedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mit der Fahrzeugsteuerung verbunden ist.