-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein Fahrpedalmodul zum Steuern oder Regeln einer Leistung und/oder eines Drehmoments einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs.
-
Stand der Technik
-
In modernen Kraftfahrzeugen werden zunehmend Fahrpedalmodule eingesetzt, bei welchen eine mechanische Betätigung eines Pedals, wie etwa eines Fußpedals, in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Das elektrische Signal kann dann zum eigentlichen Steuern oder Regeln eines Drehmoments einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, wie etwa einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine, dienen.
-
In der Regel weisen derartige „bowdenzuglose“ Fahrpedalmodule einen um eine Schwenkachse drehbar gelagerten Pedalhebel auf. An der Schwenkachse kann beispielsweise eine Sensorwelle eines Drehsensors angeordnet sein, welcher ein von einer Stellung des Pedalhebels abhängiges elektrisches Signal erzeugen kann. Bei einem Betrieb einer Brennkraftmaschine kann dieses elektrische Signal etwa von einem Steuergerät weiterverarbeitet werden und einem Stellmotor einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine zugeführt werden, so dass in Abhängigkeit der Stellung des Pedalhebels die Leistung und/oder das Drehmoment geregelt werden kann. Bei einer elektrischen Antriebsmaschine kann das elektrische Signal auch zum Ansteuern und/oder Regeln eines Elektromotors dienen.
-
Um für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit einem bowdenzuglosen Fahrpedalmodul ein hystereseartiges Betätigungsverhalten des Fahrpedalmoduls, d.h. einen hystereseartigen Verlauf einer Betätigungskraft des Pedalhebels als Funktion eines Pedalweges, so wie es bei bowdenzugbasierten Fahrpedalmodulen in der Regel der Fall ist, zu erreichen, können diese einen mitunter komplexen und vielkomponentigen Aufbau aufweisen.
-
Aus der
US 2007/0137400 A1 ist ein bowdenzugloses Fahrpedalmodul bekannt, welches eine mit einer Bremsfläche versehene und mit einem Pedalhebel gekoppelte drehbare Trommel aufweist. Die Bremsfläche wirkt dabei mit einem an einem Pedalgehäuse angeordneten Bremsklotz zusammen, so dass ein hystereseartiger Kraftverlauf bei Betätigung des Pedalhebels erzeugt wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile der Erfindung
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein kompaktes, robustes und im Hinblick auf ein Betätigungsverhalten anpassbares Fahrpedalmodul für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrpedalmodul, insbesondere ein bowdenzugloses Fahrpedalmodul, für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches einen Pedalhebel, ein Pedalgehäuse und ein Rückstellfederelement aufweist. Der Pedalhebel weist ferner an einem Ende einen Pedalkopf auf, über welchen der Pedalhebel um eine Drehachse drehbar an dem Pedalgehäuse gelagert ist, wobei der Pedalkopf an einem Außenumfang eine gekrümmte Führungsfläche aufweist. Das erfindungsgemäße Fahrpedalmodul zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es ferner ein Hebelelement aufweist, wobei das Rückstellfederelement derart zwischen dem Hebelelement und dem Pedalhebel angeordnet ist, dass das Rückstellfederelement eine Rückstellkraft auf den Pedalhebel hin zu einer Ruheposition des Pedalhebels ausübt. Das Hebelelement weist an einem ersten Ende eine Stützfläche auf, welche zumindest in der Ruheposition über einen Spalt von dem Pedalgehäuse beabstandet ist und an welcher das Rückstellfederelement angeordnet und/oder abgestützt ist, wobei das Hebelelement an einem zweiten dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende eine Reibfläche aufweist, welche kooperierend mit der Führungsfläche des Pedalkopfes ausgestaltet ist und welche dazu ausgeführt ist, bei Betätigung des Pedalhebels über Berührkontakt mit der Führungsfläche eine Reibungskraft auf den Pedalkopf auszuüben. Dabei weist das Hebelelement zwischen der Stützfläche und der Reibfläche einen Abstützbereich auf, welcher an einem Vorsprung des Pedalgehäuses abgestützt ist.
-
Die Reibfläche des Hebelelements kann dabei zumindest in einem Teilbereich flach, eben, gekrümmt und/oder beliebig anders geformt sein. Die Reibfläche kann in der Ruheposition des Pedalhebels zumindest lokal und/oder punktuell in Berührkontakt mit der Führungsfläche des Pedalkopfes stehen oder in der Ruheposition von der Führungsfläche beabstandet sein und erst bei Niederdrücken des Pedalhebels in Berührkontakt gelangen. Die Reibfläche kann allgemein eine reibungserhöhte Oberfläche des Hebelelements bezeichnen, wobei das Hebelelement einteilig oder mehrteilig ausgeführt und beispielsweise aus Kunststoff und/oder Metall gefertigt sein kann. Das Hebelelement kann insbesondere federnd mit einer gewissen Federkonstante ausgebildet sein.
-
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Fahrpedalmoduls mit der an dem Außenumfang des Pedalkopfes angreifenden Reibfläche des Hebelarms, kann in vorteilhafter Weise ein hystereseartiger Verlauf einer Betätigungskraft des Pedalhebels gegen einen Betätigungsweg bzw. Pedalweg des Pedalhebels generiert werden, so wie untenstehend im Detail beschrieben. Insbesondere im Hinblick auf einen Fahrkomfort für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs kann sich eine derartige Kraft-Pedalweg-Hysterese vorteilhaft auswirken. Wird beispielsweise ein Pedal bzw. Fußpedal, welches gegenüberliegend zum Pedalkopf an dem Pedalhebel angeordnet sein kann, durch den Fahrer betätigt und soll eine gewisse Leistung bzw. Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs annähernd konstant gehalten werden, so kann bei leichtem Loslassen des Pedals die Rückstellkraft, welche der Betätigung entgegenwirken kann, durch die Reibkraft an der Reibfläche reduziert sein, so dass der Pedalhebel sich nicht entgegen der Betätigungsrichtung zurückverlagert. Dadurch kann trotz des leicht verringerten Drucks auf den Pedalhebel die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beibehalten werden. Dadurch kann insbesondere bei langen Fahrten ein schnelles Ermüden des Fahrers vermieden werden.
-
Ferner kann der erfindungsgemäße Hebelarm verhältnismäßig robust ausgeführt werden, so dass insgesamt eine Robustheit des Fahrpedalmoduls erhöht sein kann. Weiter kann aufgrund der Anordnung des Hebelarms außerhalb des Pedalkopfes das Fahrpedalmodul kompakter ausgeführt werden, als es beispielsweise bei Fahrpedalmodulen der Fall ist, bei welchen die Kraft-Pedalweg-Hysterese über Komponenten des Pedalkopfes selbst generiert wird.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Hebelelement zumindest teilweise federnd ausgebildet, z.B. in der Art eines Federelements (z.B. einer Blattfeder). Mit anderen Worten kann das Hebelelement zumindest in einem Teilbereich federnd und/oder elastisch deformierbar ausgebildet sein und eine gewisse Federkonstante aufweisen. Derart kann in vorteilhafter Weise sichergestellt sein, dass die Reibfläche an der Führungsfläche anliegen kann, wobei zumindest teilweise über die Federkonstante die auf den Pedalkopf ausgeübte Reibungskraft einstellbar bzw. anpassbar sein kann.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reibfläche und/oder das zweite Ende des Hebelelements in Richtung der Führungsfläche des Pedalkopfes vorgespannt. Derart kann insbesondere über die Stärke der Vorspannung und/oder über eine Federkonstante des Hebelarms die Kraft-Pedalweg-Hysterese modifiziert und/oder verändert werden, beispielsweise hinsichtlich einer Steigung der Betätigungskraft als Funktion des Pedalweges und/oder hinsichtlich eines Unterschieds des Kraftverlaufs bei Niederdrücken bzw. Betätigen des Pedalhebels aus der Ruheposition heraus und zurück in die Ruheposition. Insbesondere kann derart die Kraft-Pedalweg-Hysterese etwa an Kundenwünsche angepasst werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reibfläche des Hebelarms gekrümmt, beispielsweise bogenförmig gekrümmt, und/oder wobei die Reibfläche komplementär zur Führungsfläche des Pedalkopfes ausgestaltet ist. Derart kann die Reibungsfläche zumindest in einem Teilbereich bei Betätigen des Pedalhebels flächig an der Führungsfläche des Pedalkopfes anliegen.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reibfläche des Hebelelements durch ein an dem zweiten Ende des Hebelelements angeordnetes Reibelement bereitgestellt. Das Reibelement kann aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem Elastomer, gefertigt sein. Das Reibelement kann beispielsweise stoffschlüssig mit einer Fläche des Hebelelements verbunden sein, etwa kann das Reibelement zumindest teilweise mit der Fläche des Hebelelements verklebt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Reibelement durch Formschluss oder Reibschluss mit dem Hebelelement verbunden sein.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Reibelement aus einem thermoplastischen Elastomer, wie beispielsweise Santopren, gefertigt. Derartiges Material kann sich insbesondere durch einen geringen Abrieb auszeichnen, so dass die Kraft-Pedalweg-Hysterese über eine lange Betriebszeit des Fahrpedalmoduls annähernd konstant gehalten werden kann.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Hebelelement aus Metall gefertigt. Dies kann insgesamt eine Temperaturabhängigkeit des Betätigungsverhaltens des Fahrpedalmoduls, wie etwa eine Temperaturabhängigkeit der Kraft-Pedalweg-Hysterese, senken. Ferner kann dadurch das Fahrpedalmodul kompakt und robust ausgeführt sein.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Pedalkopf an seinem Außenumfang eine Führungsnut bzw. Führungsrinne auf, in welcher die Führungsfläche ausgebildet ist, wobei das zweite Ende des Hebelelements zumindest teilweise in der Führungsnut bzw. Führungsrinne des Pedalkopfes aufgenommen ist. Die Führungsnut bzw. Führungsrinne kann etwa eine Vertiefung in dem Pedalkopf bezeichnen. Alternativ kann die Führungsnut bzw. Führungsrinne auch als Bereich angrenzend an eine Führungsrippe oder vorzugsweise zwischen zwei Führungsrippen verstanden werden. Derart kann der Hebelarm und/oder die Reibfläche in einer definierten Position zum Pedalkopf gehalten werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die gekrümmte Führungsfläche des Pedalkopfes derart gekrümmt, dass ein Abstand zwischen der Führungsfläche und der Drehachse für verschiedene Positionen und/oder Punkte entlang einer Längserstreckung der Führungsfläche variiert. Mit anderen Worten kann ein Abstand der Drehachse zur Führungsfläche an unterschiedlichen Bereichen der Führungsfläche unterschiedlich sein. Insbesondere kann der Abstand zwischen Führungsfläche und Drehachse in einem ersten Bereich der Führungsfläche kleiner sein als in einem zweiten Bereich der Führungsfläche, welcher näher an dem Pedalhebel angeordnet ist als der erste Bereich. In einer äquivalenten Betrachtungsweise fallen die Drehachse und eine geometrische Mittellachse des Pedalkopfes auseinander. Derart kann die der Betätigung des Pedalhebels entgegenwirkende Reibungskraft zwischen Reibfläche und Führungsfläche entlang des Pedalweges variieren und insbesondere bei weit niedergedrücktem Pedalhebel größer sein als bei leicht niedergedrücktem Pedalhebel.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die gekrümmte Führungsfläche einen ersten Bereich mit einem ersten von der Drehachse bemessenen Krümmungsradius und einen zweiten Bereich mit einem zweiten von der Drehachse bemessenen Krümmungsradius auf, wobei der zweite Bereich näher an dem Pedalhebel angeordnet ist als der erste Bereich, und wobei der zweite Krümmungsradius größer als der erste Krümmungsradius ist. In einer äquivalenten Betrachtungsweise können der erste und zweite Bereich zumindest näherungsweise identische Krümmungsradien aufweisen, wobei der erste Krümmungsradius von einer ersten Achse und der zweite Krümmungsradius von einer zweiten Achse bemessen sein kann, welche zweite Achse näher an dem Pedalhebel angeordnet sein kann als die erste Achse. Das Reibelement kann in der Ruheposition gegenüberliegend des ersten Bereichs der Führungsfläche, gegenüberliegend des zweiten Bereiche oder gegenüberliegend des ersten und zweiten Bereichs angeordnet sein. Je nach Position des Reibelements in der Ruheposition relativ zu dem ersten und zweiten Bereich der Führungsfläche kann so in vorteilhafter Weise eine Stärke und/oder Form der Kraft-Pedalweg-Hysterese eingestellt und/oder variiert werden. Insgesamt kann so das Betätigungsverhalten des Fahrpedalmoduls umfangreich modifiziert und/oder angepasst werden, beispielsweise im Hinblick auf Kundenwünsche bezüglich des Betätigungsverhaltens bzw. der Kraft-Pedalweg-Hysterese.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Spalt zwischen Stützfläche und Pedalgehäuse zwischen 0,2 mm und 3,5 mm, beispielsweise zwischen 0,2 mm und 3 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1 mm. Der Spalt kann dabei zwischen der Stützfläche und einer Anschlagfläche des Pedalgehäuses bemessen sein.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abstützbereich des Hebelelements zumindest in einem Teilbereich bogenförmig und/oder gekrümmt ausgestaltet und der den Abstützbereich des Hebelelements abstützende Vorsprung des Pedalgehäuses ist derart kooperierend mit dem gekrümmten Teilbereich ausgestaltet, dass der gekrümmte Teilbereich des Hebelelements flächig an dem Vorsprung anliegt. Derart kann das Hebelelement in einer definierten Position innerhalb des Pedalgehäuses fixiert sein und es kann eine Robustheit des Fahrpedalmoduls weiter gesteigert sein.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile des Fahrpedalmoduls hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
-
1 zeigt einen Schnitt durch ein Fahrpedalmodul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
2 und 3 zeigen jeweils eine Detailansicht eines Teils des Fahrpedalmoduls aus 1.
-
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Fahrpedalmoduls aus 1.
-
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt einen Schnitt durch ein Fahrpedalmodul 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 und 3 zeigen jeweils eine Detailansicht eines Teils des Fahrpedalmoduls 10 aus 1. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Fahrpedalmoduls 10 aus 1.
-
Das Fahrpedalmodul 10 weist einen Pedalhebel 12 auf, welcher an einem ersten Ende ein Fußpedal 14 bzw. eine Pedalplatte 14 und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende einen Pedalkopf 16 aufweist. Das Fußpedal 14 und der Pedalkopf 16 sind über einen Pedalarm 15 miteinander verbunden. Der Pedalhebel 12 kann insgesamt einstückig oder mehrteilig gefertigt sein.
-
Der Pedalkopf 16 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet und zumindest teilweise in einem Pedalgehäuse 20 aufgenommen. Das Pedalgehäuse 20 kann im Wesentlichen becherförmig ausgestaltet sein und den Pedalkopf 16 zumindest von einer Seite zumindest teilweise umgreifen, wobei das Fußpedal 14 und der Pedalarm 15 zumindest teilweise aus einer Öffnung des Pedalgehäuses 20 ragen können, so dass das Fußpedal 14 und der Pedalhebel 12 von einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs betätigt werden können. Ferner kann das Pedalgehäuse 20 einen Gehäusedeckel aufweisen, welcher an einer weiteren Seite des Pedalkopfs 16 angeordnet sein kann, so dass der Pedalkopf 16 gegen Umgebungseinflüsse geschützt sein kann.
-
Der Pedalhebel 12 ist um eine Drehachse 18 drehbar in dem Pedalgehäuse 20 gelagert und/oder aufgenommen. Dazu kann das Pedalgehäuse 20 beispielsweise eine im Wesentlichen zylindrische Abragung aufweisen, welche die Drehachse 18 definieren kann und an welcher der Pedalkopf 16 gehalten und/oder gelagert sein kann. Weiter kann der Pedalkopf 16 ein Lager und/oder wenigstens ein Gleitelement zur drehbaren Lagerung des Pedalkopfes 16 in dem Pedalhebelgehäuse 20 aufweisen.
-
An einem Außenumfang des Pedalkopfes 16 weist dieser eine Führungsnut 24 bzw. Führungsrinne 24 auf, welche in Form einer kanalartigen Vertiefung an dem Außenumfang des Pedalkopfes 16 ausgebildet ist. In der Führungsnut 24 bzw. Führungsrinne 24 ist eine gekrümmte Führungsfläche 26 ausgebildet, welche sich entlang des Außenumfangs des Pedalkopfes 16 erstreckt. Die Führungsfläche 26 kann etwa eine Außenfläche bzw. Oberfläche des Pedalkopfes 16 innerhalb der Führungsnut 24 bzw. Führungsrinne 24 bezeichnen.
-
Die gekrümmte Führungsfläche 26 des Pedalkopfes 16 ist derart gekrümmt, dass ein Abstand zwischen der Führungsfläche 26 und der Drehachse 18 für verschiedene Positionen entlang einer Längserstreckung der Führungsfläche 26 variiert. Die gekrümmte Führungsfläche 26 weist beispielsweise einen ersten Bereich 26a mit einem ersten von der Drehachse 18 bemessenen Krümmungsradius R1 und einen zweiten Bereich 26b mit einem zweiten von der Drehachse 18 bemessenen Krümmungsradius R2 auf, wobei der zweite Bereich 26b näher an dem Pedalhebel 12 angeordnet ist als der erste Bereich 26a. Allgemein unterscheiden sich die Krümmungsradien R1 und R2 betragsmäßig. Insbesondere kann der zweite Krümmungsradius R2 größer als der erste Krümmungsradius R1 sein. In einer alternativen, jedoch dazu äquivalenten Betrachtungsweise können die Krümmungsradien R1 und R2 näherungsweise identisch sein, jedoch von unterschiedlichen Achsen bemessen sein. Beispielsweise kann der erste Krümmungsradius von der Drehachse 18 bemessen sein und der zweite Krümmungsradius R2 kann von einer in Richtung des Pedalhebels 12 relativ zur Drehachse 18 verschobenen Achse bemessen sein. Die Führungsfläche 26 kann auch eine Vielzahl von Bereichen (d.h. mehr als zwei Bereiche 26a, 26b) aufweisen, die sich jeweils in einem von der Drehachse 18 zum jeweiligen Bereich der Führungsfläche 26 bemessenen Krümmungsradius unterscheiden können.
-
Ferner weist das Fahrpedalmodul 10 ein Hebelelement 28 auf, wobei das Hebelelement 28 an einem ersten Ende 27 eine Stützfläche 30 aufweist, welche zumindest in einer Ruheposition des Pedalhebels 12 über einen Spalt 32 von einer Anschlagfläche 31 des Pedalgehäuses 20 beabstandet ist. Die Stützfläche 30 kann auch einen Stützbereich des Hebelelements 28 bezeichnen, welcher gegenüberliegend zur Anschlagfläche 31 des Pedalgehäuses 20 angeordnet ist. Der Spalt 32 zwischen Stützfläche 30 und Pedalgehäuse 20 kann in der Ruheposition des Pedalhebels 12 zwischen 0,2 mm und 3,5 mm betragen, beispielsweise zwischen 0,2 mm und 3 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1 mm. Der Spalt 32 kann dabei von der Anschlagfläche 31 zu einer Außenfläche des ersten Endes 27 des Hebelelements 28 und/oder zur Stützfläche 30 bemessen sein.
-
An einem dem ersten Ende 27 gegenüberliegenden zweiten Ende 29 weist das Hebelelement 28 eine Reibfläche 34 auf, welche kooperierend mit und/oder näherungsweise komplementär zu der Führungsfläche 26 des Pedalkopfes 16 ausgestaltet ist und welche dazu ausgeführt ist, bei Betätigung des Pedalhebels 12 über Berührkontakt mit der Führungsfläche 26 eine der Betätigung des Pedalhebels 12 entgegenwirkende Reibungskraft auf den Pedalkopf 16 auszuüben. Dazu ist das zweite Ende 29 des Hebelelements 28 gekrümmt ausgestaltet und zumindest teilweise in der Führungsnut 24 aufgenommen und/oder gehalten, so dass die Reibfläche 34 in einer definierten Position relativ zur Drehachse 18 gehalten sein kann. Insbesondere ist das zweite Ende 29 des Hebelelements 28 in einer Richtung parallel zur Drehachse 18 durch die Führungsnut 24 fixiert, so dass sichergestellt ist, dass die Reibfläche 34 des Hebelelements 28 in jeder Stellung bzw. Position des Pedalhebels 12 der Führungsfläche 26 zumindest gegenüberliegt und/oder in Berührkontakt mit dieser steht.
-
Die Reibfläche 34 ist durch ein an dem zweiten Ende 29 des Hebelelements 28 angeordnetes Reibelement 36 bereitgestellt, welches formschlüssig und/oder reibschlüssig an dem Hebelelement 28 befestigt sein kann. Dazu kann das Reibelement 36 eine oder mehrere Abragungen 37 aufweisen, welche in kooperierend ausgestalteten Ausnehmungen des Hebelelements 28 eingreifen kann, so dass das Reibelement 36 an dem Hebelelement 28 fixiert ist. Alternativ kann das Reibelement 36 auch stoffschlüssig an dem Hebelarm 28 befestigt sein, z.B. angeklebt sein. Das Reibelement 36 kann aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere aus Santopren, gefertigt sein.
-
Das Hebelelement 28 weist ferner zwischen der Stützfläche 30 bzw. dem ersten Ende 27 und der Reibfläche 34 bzw. dem zweiten Ende 29 einen Abstützbereich 38 auf, welcher zumindest in einem Teilbereich 39 gekrümmt und/oder bogenförmig ausgestaltet ist und welcher an einem kooperierend zum Abstützbereich 38 ausgestalteten Vorsprung 40 bzw. einem Stützelement 40 des Pedalgehäuses 20 abgestützt ist. Der Abstützbereich 38 kann dabei zumindest in dem Teilbereich 39 flächig auf dem Vorsprung 40 des Pedalgehäuses 20 anliegen und/oder abgestützt sein.
-
Das Hebelelement 28 kann im Wesentlichen, beispielsweise abgesehen von dem Reibelement 36, aus Metall gefertigt sein und eine gewisse Federkonstante aufweisen. Alternativ kann das Hebelelement 28 aus Kunststoff und/oder aus faserverstärktem Verbundwerkstoff gefertigt sein. Insbesondere das zweite Ende 29 des Hebelelements 28 und/oder die Reibfläche 34 ist in Richtung des Pedalkopfes 16 bzw. in Richtung der Führungsfläche 26 des Pedalkopfes 16 vorgespannt (z.B. wie eine Blattfeder), so dass die Reibfläche 34 stets an der Führungsfläche 26 anliegen und mit dieser in Berührkontakt stehen kann.
-
Weiter weist das Fahrpedalmodul 10 ein Rückstellfederelement 22 auf, welches mit einem ersten Ende an der Stützfläche 30 und mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Pedalhebel 12 abgestützt ist, so dass es eine Rückstellkraft auf den Pedalhebel 12 hin zu der Ruheposition des Pedalhebels 12 ausübt bzw. generiert. Die Ruheposition des Pedalhebels 12 kann etwa eine Leerlaufstellung des Pedalhebels 12 in einem Kraftfahrzeug bezeichnen, wobei in der Ruheposition ein Anschlagelement 23 des Pedalhebels 12 bzw. des Pedalkopfes 16 an einem Anschlagelement 25 des Pedalgehäuses 20 anliegen kann. Das Rückstellfederelement 22 weist zur Erzeugung der Rückstellkraft eine erste Schraubenfeder 22a und eine konzentrisch in der ersten Schraubenfeder 22a angeordnete zweite Schraubenfeder 22b auf, welche jeweils zwischen Pedalhebel 12 und Stützfläche 30 angeordnet sind, so dass der Pedalhebel 12 in Richtung der Ruheposition vorgespannt ist. Das Rückstellfederelement 22 kann auch wenigstens eine Sprungfeder, eine Gasdruckfeder, eine Blattfeder, eine Spiralfeder, eine Evolutfeder oder ein anderes Federelement aufweisen. Zur Fixierung des Rückstellfederelements 22 bzw. der ersten und zweiten Schraubenfeder 22a, 22b auf der Stützfläche 30, ist auf der Stützfläche 30 eine Federführung 33 angeordnet, so dass die erste und zweite Schraubenfeder 22a, 22b jeweils gegen ein Verrutschen auf der Stützfläche 30 gesichert sind.
-
Eine Dynamik bzw. eine Betätigung des erfindungsgemäßen Fahrpedalmoduls 10 kann wie nachfolgend beschrieben erfolgen. In der Ruheposition des Pedalhebels 12 liegt die durch das Reibelement 36 bereitgestellte Reibfläche 34 im Wesentlichen bzw. größtenteils an dem ersten Bereich 26a der Führungsfläche 26 an, welche den ersten Krümmungsradius R1 aufweist. In der Ruheposition ist die Stützfläche 30 über den Spalt 32 von der Anschlagfläche 31 beabstandet und das Rückstellfederelement 22 ist minimal gestaucht. Wird der Pedalhebel 12 aus der Ruheposition bewegt, etwa durch Niederdrücken des Fußpedals 14 durch einen Fahrer, so wird der Pedalkopf 16 um die Drehachse 18 verschwenkt, das Rückstellfederelement 22 wird gestaucht, und die Breite des Spaltes 32 verringert sich aufgrund einer elastischen Deformation des Hebelelements 28 bis das erste Ende 27 des Hebelelements 28 an der Anschlagfläche 31 des Pedalgehäuses 20 anliegt. Gleichzeitig erhöht sich eine Anpresskraft, mit welcher das zweite Ende 29 und folglich die Reibfläche 34 des Hebelelements 28 an die Führungsfläche 26 gedrückt wird, wodurch die Reibungskraft zwischen Reibfläche 34 und Führungsfläche 26 zunimmt. Bei weiterer Betätigung des Pedalhebels 12 bzw. bei weiterem Niederdrücken des Pedalhebels 12 wird das Rückstellfederelement 22 weiter gestaucht und der Pedalkopf 16 wird weiter um die Drehachse 18 verschwenkt. Mit zunehmender Verschwenkung des Pedalkopfes 16 liegt die Reibfläche 34 zunehmend an dem zweiten Bereich 26b der Führungsfläche 26 mit dem zweiten Krümmungsradius R2 an. Da der zweite Krümmungsradius R2 größer als der erste Krümmungsradius R1 nimmt dabei die Reibungskraft zwischen Reibfläche 34 und Führungsfläche 26 weiter zu, bis der Pedalhebel 12 bei Vollgasstellung vollständig niedergedrückt und das Rückstellfederelement maximal gestaucht ist. Durch leichtes Loslassen des Pedalhebels 12 in Richtung der Ruheposition kann so die von dem Fahrer auf den Pedalhebel 12 ausgeübte Betätigungskraft reduziert werden, wobei der Pedalkopf 16 über die Reibungskraft zwischen Reibfläche 34 und Führungsfläche 26 nahezu an einer Position gehalten sein kann. Dies kann insbesondere einer Ermüdung des Fahrers bei langen Fahrzeiten entgegenwirken. Lässt der Fahrer das Fußpedal 14 los, so wird der Pedalhebel 12 über das Rückstellfederelement 22 wieder in Richtung der Ruheposition des Pedalhebels 12 gedrückt. Insgesamt stellt sich so ein hystereseartiger Verlauf der durch den Fahrer auf den Pedalhebel 12 ausgeübten Betätigungskraft als Funktion des Pedalweges, um welchen der Pedalhebel 12 von dem Fahrer betätigt wird, ein. Mit anderen Worten wird derart eine Kraft-Pedalweg-Hysterese erzeugt.
-
Das Betätigungsverhalten des Fahrpedalmoduls 10, welches im Wesentlichen über die Kraft-Pedalweg-Hysterese gegeben ist, kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Fahrpedalmoduls 10 in vorteilhafter Weise modifiziert und oder angepasst werden, beispielsweise um Kundenwünsche zu realisieren. Zum einen kann über die Federkonstante des Hebelelements 28 die Reibungskraft zwischen Reibfläche 34 und Führungsfläche 26 geändert werden. Mit höherer Federkonstante geht beispielsweise weniger Energie in elastische Deformation des Hebelelements 28 über und die Kraft-Pedalweg-Hysterese kann insgesamt steiler verlaufen und/oder stärker ausgeprägt sein. Zur weiteren Modifizierung des Betätigungsverhaltens des Fahrpedalmoduls 10 kann auch eine Breite des Spaltes 32 verändert werden. Darüber hinaus kann über eine Position des Reibelements 36 an dem zweiten Ende 29 des Hebelelements 28 die Kraft-Pedalweg-Hysterese weiter modifiziert werden. Wird beispielsweise das Reibelement 36 in der Ruheposition des Pedalhebels 12 in Richtung des ersten Endes 27 des Hebelelements 28 verschoben, so kann die Reibfläche 34 bereits in der Ruheposition des Pedalhebels 12 zumindest teilweise an dem zweiten Bereich 26b der Führungsfläche 26 anliegen, so dass die Reibungskraft entsprechend erhöht und die Kraft-Pedalweg-Hysterese entsprechend stärker ausgeprägt sein kann. Auch kann das Betätigungsverhalten durch einen Reibungskoeffizienten der Reibfläche 34 und/oder der Führungsfläche 26 weiter modifiziert werden. Auch eine Länge des Reibelements 36 entlang einer Längserstreckungsrichtung des Hebelelements 28 kann das Betätigungsverhalten beeinflussen, so dass über die Länge des Reibelements 36 die Kraft-Pedalweg-Hysterese weiter modifiziert werden kann. Insgesamt kann so das Betätigungsverhalten individuell, flexibel und kostengünstig an Kundenwünsche angepasst werden.
-
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
-
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 2007/0137400 A1 [0005]
