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Die Erfindung betrifft ein Bremspedal für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Pedalarm, der an seinem ersten Ende drehbar in dem Kraftfahrzeug gelagert ist, und eine Bedienplatte, die an einem dem ersten Ende entgegengestetzen zweiten Ende angeordnet ist.
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Solche Bremspedale sind an sich bestens bekannt und werden in Kraftfahrzeugen verbaut, damit ein Fahrer das Kraftfahrzeug abbremsen und gegebenenfalls zum Stillstand bringen zu können. Bei bisher eingesetzten Bremspedalen wird bei deren Betätigung ein Kolben in einem Zylinder so bewegt, dass in einem zugehörigen hydraulischen Bremssystem ein Bremsdruck entsprechend einer auf das Bremspedal ausgeübten Kraft aufgebaut wird; bei pneumatischen Systemen, die vorzugsweise in Lastkraftwagen und Omnibussen verbaut werden, wird in dem Bremssystem ein Luftdruck entsprechend vorzugsweise verringert.
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Im Kraftfahrzeugbau besteht die Tendenz, möglichst viele Systeme mittels Elektronik zu überwachen und zu steuern. Auch Bremssysteme sollen derart betätigt werden. Hierfür muss das Bremspedal mit mindestens einem Sensor ausgestattet sein, damit die Bremskraft von der Elektronik entsprechend der Bedienung und/oder den Bedürfnissen gesteuert werden kann.
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Aus der
CN 103 481 878 A ist ein Bremspedal bekannt, bei dem ein Drehwinkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels eines Pedalarms zu bestimmen. Eine Anordnung zur Simulation des Verhaltens eines herkömmlichen Bremspedals ist über einen Stößel angeschlossen. Weiterhin ist in einer Bedienplatte, die aus zwei Einzelplatten zusammengefügt ist und einen Hohlraum umschließt, ein Dehnungsmessstreifen zur Bestimmung einer Bremskraft angeordnet. Weitere Einzelheiten zu der Bedienplatte und der Bremskraftbestimmung sind nicht angegeben.
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Dehnungsmessstreifen sind relativ aufwändig und entsprechend teuer und daher für große Serien nicht geeignet.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Bremspedal zu schaffen, bei dem die Bremskraft einfach und preiswert zu bestimmen ist.
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Die Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Bedienplatte als zweiteiliges Gehäuse ausgebildet ist, wobei in einer geschlossenen Seite des Gehäuses ein Gelenk und in einer dem Gelenk gegenüberliegenden Seite ein Anschlag ausgebildet ist, wobei in dem Gehäuse mindestens ein elastisches Element so angeordnet ist, dass es zwischen den zwei Teilen des Gehäuses eingespannt ist, und wobei Mittel zum Bestimmen einer auf die Bedienplatte ausgeübten Kraft in oder an der Bedienplatte angeordnet sind. Die Ausbildung der Bedienplatte insgesamt bewirkt, dass ihr oberer Teil, also der Teil, der von einem Fahrer mit einem Fuß gedrückt wird, an der dem Gelenk gegenüberliegenden Seite gegenüber einem unteren Teil des Gehäuses in einer Kraftrichtung beweglich ist. Hierbei ist ein Weg der gegenüberliegenden Seite abhängig von einer durch das elastische Element ausgeübten Gegenkraft und einer von dem Fahrer ausgeübten Kraft. Daher ist aus der vorgegebenen Gegenkraft und dem Weg die Kraft, also die von dem Fahrer ausgeübte Bremskraft bestimmbar.
Der Weg kann direkt oder indirekt über eine Winkeländerung bestimmt und für eine Plausibilitätsprüfung eines Verhältnisses „Bremspedal-Winkel zu Kraft, die auf das Bremspedal wirkt“ genutzt werden. Hierdurch kann z.B. eine mechanische Blockierung des Bremspedals durch einen Fremdkörper ermittelt werden. Entsprechende Sensoren sind bewährt und preiswert am Markt verfügbar, so dass das Bremspedal insgesamt kostengünstig gefertigt werden kann.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
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In einer Ausgestaltung ist ein unteres der Teile der Bedienplatte einstückig mit dem Pedalarm gefertigt. Dies vereinfacht die Fertigung.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das elastische Element eine Schraubenfeder. Diese ist in verschiedenen Stärken verfügbar, so dass die Gegenkraft festgelegt werden kann. Diese ist weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen wie z.B. Temperatur und/oder Feuchtigkeit.
Alternativen sind z.B. eine Blattfeder oder eine Tellerfeder.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Mittel zum Bestimmen mindestens einen Hallsensor und mindestens einen Mageneten. Diese sind günstig am Markt verfügbar und robust gegen Verschmutzung.
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In einer alternativen Ausgestaltung umfassen die Mittel zum Bestimmen einen Drehwinkelsensor, der ebenfalls günstig verfügbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind der Pedalarm und die Bedienplatte aus Kunststoff gefertigt. So kann das Bremspedal z.B. aus preiswertem Material im Spritzguss gefertigt werden, was die Fertigung vereinfacht und die Kosten reduziert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Drehwinkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels des Pedalarms angeordnet. Hierdurch wird die Bremssteuerung weiter verbessert.
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Anhand der beigefügten schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf ein Bremspedal und
- 2 einen Querschnitt durch eine Bedienplatte des Bremspedals.
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Wie aus den Figuren ersichtlich umfasst ein Bremspedal 1 einen Pedalarm 2 und eine Bedienplatte 3.
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Der Pedalarm 2 ist im Bereich seines ersten, bei in einem Kraftfahrzeug montiertem Zustand oberen Endes 2.1 gelenkig lagerbar. Hierfür ist in einem Bereich des ersten Endes 2.1 eine Durchgangsbohrung 4 eingelassen, in der ein Lagerbolzen positionierbar ist. Eine Drehachse des Pedalarms 2 ist senkrecht zu einer Längsachse des Pedalarms 2 und parallel zu einer Bedienebene der Bedienplatte 3.
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An einem zweiten, dem ersten Ende 2.1 entgegengesetzten Ende 2.2 des Pedalarms 2 ist die Bedienplatte 3 angeordnet. Diese ist in Form eines zweiteiligen Gehäuses mit einem bodenförmigen unteren Teil 3.1 und einem deckelförmigen oberen Teil 3.2 ausgebildet, die einen Hohlraum 3.3 zumindest teilweise umschließen. Längsseiten des Gehäuses sind hier offen, um Gewicht und Material einzusparen. Das untere Teil 3.1 ist einstückig mit dem Pedalarm 2 geformt.
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Der untere Teil 3.1 und der obere Teil 3.2 sind an einer Breitseite mittels eines Gelenks 5 verbunden und so gegeneinander kippbar. Das Gelenk 5 ist einachsig, wobei eine Drehachse parallel zu der Bedienebene und zu einer Längsachse des Pedalarms 2 ist.
Alternativ ist das Gelenk 5 als z.B. Filmscharnier ausgebildet
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In dem Hohlraum 3.3 ist zwischen dem unteren Teil 3.1 und dem oberen Teil 3.2 mindestens ein elastisches Element 7, hier eine Schraubenfeder 7 so eingespannt, dass sie unter einem vorbestimmten Druck steht und einer von außen auf die Bedienplatte 3 ausgeübten Kraft entgegenwirkt, also eine Gegenkraft ausübt..
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An einer dem Gelenk 5 gegenüberliegenden Seite der Bedienplatte 3 ist ein Anschlag 6 ausgebildet, der das obere Teil 3.2 bei Fehlen einer Bedienkraft in einer vorbestimmten Grundstellung hält und so der Druckkraft (Vorspannung) des elastischen Elements 7 entgegenwirkt. Der Anschlag 6 ist als Leiste ausgeführt, die an der gegenüberliegenden Seite dem unteren Teil 3.1 zugewandt angeformt ist. Der Anschlag 6 wirkt in der Grundstellung mit dem unteren Teil 3.1 oder wie in der 2 dargestellt mit dem Pedalarm 2 zusammen, indem er an einem entsprechenden Gegenlager aufliegt.
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In dem Hohlraum 3.3. sind weiterhin Mittel zum Bestimmen 8 einer auf die Bedienplatte 3 ausgeübten Kraft angeordnet, die hier einen Positionssensor in Form eines Hallsensors 8 und eines Magneten 9 umfassen.
Alternativ können zwei Hallsensoren 8 und zwei Magnete 9 in unterschiedlichen Abständen zu dem Gelenk 5 angeordnet sein.
Alternativ zu dem Hallsensor 8 und dem Magneten 9 ist ein anderer Positionssensor einsetzbar, der z.B. auf Induktivität oder Kapazität beruht.
In einer weiteren Alternative ist außen an dem Gelenk 5 ein Drehwinkelsensor angeordnet.
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Das Mittel zum Bestimmen 8 ist elektrisch mittels Kabel mit einer Steuereinrichtung für eine Bremsanlage des Kraftfahrzeugs verbunden.
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Der Pedalarm 2 und die Bedienplatte 3 sind z.B. aus Stahl oder vorzugsweise aus Kunststoff im Spritzguss gefertigt. Die Schraubenfeder 7 ist aus Federstahl.
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Im Betrieb des Kraftfahrzeugs muss dieses gebremst werden. Hierfür tritt ein Fahrer auf die Bedienplatte 3, was jeweils ausgehend von einer Grundposition einerseits ein Verschwenken des gesamten Bremspedals 1 um den Lagerbolzen und andererseits ein Kippen des oberen Teils 3.2 um die Achse des Gelenks 5 bewirkt. Durch das Kippen wird der lichte Abstand zwischen dem unteren Teil 3.1 und dem oberen Teil 3.2, verkleinert. Diese Verkleinerung wird durch das Mittel zum Bestimmen 8 registriert und durch das Kabel als Signal an die Steuereinrichtung übermittelt, die die Signale auswertet und in entsprechende Steuerbefehle an die Bremsanlage ausgibt.
Das Treten auf die Bedienplatte 3 erfolgt gegen eine Kraft, die eine Betätigung eins herkömmlichen Bremspedals simuliert und vorzugsweise mit dem Weg ansteigt.
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Beim Loslassen des Bremspedals 1 gehen das Bremspedal 1 und die Bedienplatte 3 in ihre Ausgangspositionen zurück, was das Mittel zum Bestimmen 8 registriert und als zugeordnete Signale an die Steuereinrichtung übermittelt. Diese gibt Steuerbefehle zum Lösen der Bremsanlage aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremspedal
- 2
- Pedalarm
- 2.1
- erstes Ende
- 2.2
- zweites Ende
- 3
- Bedienplatte
- 3.1
- unteres Teil
- 3.2
- oberes Teil
- 3.3
- Hohlraum
- 4
- Durchgangsbohrung
- 5
- Gelenk
- 6
- Anschlag
- 7
- elastisches Element; Feder
- 8
- Mittel zum Bestimmen; Hallsensor
- 9
- Magnet
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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