DE10251035A1

DE10251035A1 - Fahrpedaleinrichtung

Info

Publication number: DE10251035A1
Application number: DE2002151035
Authority: DE
Inventors: Peter Baur; Thomas Linke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-11-02
Filing date: 2002-11-02
Publication date: 2004-05-19
Also published as: FR2846759A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrpedaleinrichtung für Kraftfahrzeuge, beinhaltend ein vom Fahrer betätigbares Fahrpedal (2), welches durch eine gegen die Betätigungskraft wirkende Rückstellkraft belastet ist. DOLLAR A Die Erfindung sieht eine Stelleinrichtung (38) zur Einstellung der Rückstellkraft, abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, vor. Hierdurch kann die Rückstellkraft am Fahrpedal (2) erhöht werden, wenn die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahrenen Straße erreicht oder überschritten oder ein Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erreicht oder unterschritten ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Fahrpedaleinrichtung für Kraftfahrzeuge, beinhaltend ein vom Fahrer betätigbares Fahrpedal, welches durch eine gegen die Betätigungskraft wirkende Rückstellkraft belastet ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Solche Fahrpedaleinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei zur Rückstellung des Fahrpedals in Leerlaufstellung meist vorgespannte Rückstellfedern vorgesehen sind.

Indem die Erfindung eine Stelleinrichtung vorsieht, welche die am Fahrpedal wirkende Rückstellkraft abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs einstellt, erhält der Fahrer eine mit dem Fuß fühlbare Rückmeldung über die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, da eine veränderte Rückstellkraft am Fahrpedal eine entsprechende Anpassung der Betätigungskraft bedingt. Die Rückmeldung erfolgt an den Fuß des Fahrers und damit an das Organ, mit welchem er die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs maßgeblich bestimmt. Folglich ist ein fühlbarer und direkter Zusammenhang zwischen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsanforderung einerseits und der Reaktion hierauf als veränderte Rückstell kraft am Fahrpedal gegeben, was in vorteilhafter Weise eine kurze Reaktionszeit des Fahrers auf die veränderten Betriebsbedingungen erwarten läßt.

Vorzugsweise ist die Stelleinrichtung derart ausgebildet, daß die Rückstellkraft am Fahrpedal bei von zulässigen Betriebsbedingungen abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingungen erhöht wird. Insbesondere wird die Rückstellkraft am Fahrpedal erhöht, wenn die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahrenen Straße überschritten oder ein Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erreicht oder unterschritten ist. Die dann erforderliche erhöhte Betätigungskraft am Fahrpedal wird vom Fahrer zum einen als Signal empfunden, die Geschwindigkeit zu drosseln, zum anderen stellt sie ein Hemmnis dar, die Geschwindigkeit weiter zu erhöhen.

Vorzugsweise wird die zulässige Höchstgeschwindigkeit mittels Telematiksystemen im Rahmen einer Verkehrszeichenerkennung an Sensoren einer Steuereinrichtung der Stelleinrichtung übermittelt und dort mit der momentan gefahrenen Geschwindigkeit verglichen. Zur Messung des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug sind ebenfalls entsprechende Sensoren im Fahrzeug vorhanden.

Besonders bevorzugt wird die Rückstellkraft innerhalb eines Kraftbereichs eingestellt, in welchem eine Betätigung des Fahrpedals bis zu einem Vollastanschlag weiterhin gewährleistet ist, um etwa einen Überholvorgang trotz Geschwindigkeitsbeschränkung sicher abschließen zu können.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist zur Erzeugung der Rückstellkraft wenigstens ein sich mit einem Ende am Fahrpedal und mit dem anderen Ende an einer verstellbaren Aufnahme der Stelleinrichtung abstützendes Federelement vorhanden. Dann wird bei Vorliegen unzulässiger Betriebsbedingungen die Aufnahme zur Erhöhung der Federvorspannung und damit zur Erhöhung der Rückstellkraft verstellt. Die verstellbare Aufnahme wird beispielsweise durch einen mittels eines Motors verstellbaren Schwenkhebel gebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrpedaleinrichtung in Leerlaufstellung;
2 die Fahrpedaleinrichtung von 1 in Vollaststellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in 1 gezeigte, bevorzugte Ausführungsform einer Fahrpedaleinrichtung 1 für Kraftfahrzeuge gemäß der Erfindung beinhaltet ein vom Fahrer mit dem Fuß betätigbares Fahrpedal 2, welches vorzugsweise als stehendes Fahrpedal ausgeführt ist. Somit ist der Drehpunkt 4 des Fahrpedals 2 im Bereich des Kraftfahrzeugbodens angeordnet.
Das Fahrpedal 2 weist eine ebene Betätigungsfläche 6 für den Fuß des Fahrers sowie eine hiervon abgewandte Stützfläche 8 auf, an deren etwa mittlerem Bereich ein Rückstellhebel 10 mit einer endseitigen, drehbar gelagerten Rolle 12 anliegt, welche an der Stützfläche 8 des Fahrpedals 2 abrollt, während der um einen oberen Drehpunkt 14 schwenkbar gelagerte Rückstellhebel 10 ein- oder ausschwenkt. In 1 ist der Rückstellhebel 10 in seiner maximal ausgeschwenkten Stellung gezeigt, welche einer Leerlaufstellung des Fahrpedals 2 entspricht. Die Drehung des Fahrpedals 2 wird auf einen nicht dargestellten Pedalwertgeber übertragen, welcher ein von der Betätigungsgeschwindigkeit und -beschleunigung abhängiges Signal an eine Motorelektronik beispielsweise über einen CAN (Controller-Area-Network)-Datenbus liefert.
Zwei Rückstellfedern 16, 18 stützen sich mit ihrem einen Ende an einer fahrpedalfernen Seite des Rückstellhebels 10 und mit ihrem anderen Ende an einer fahrpedalnahen Seite eines Federaufnahmehebels 20 ab, wobei die eine Rückstellfeder 18 innerhalb der anderen Rückstellfeder 16 angeordnet und deshalb in 1 nicht sichtbar ist. Der Federaufnahmehebel 20 ist mit seinem einen Ende vorzugsweise ebenfalls im oberen Drehpunkt 14 schwenkbar gelagert während sein anderes, senkrecht auskragendes Ende 21 an einer Kurve eines Kurvenzapfen 22 einer Scheibe 24 abgestützt ist, von welcher ein vom oberen Drehpunkt 14 abgewandtes Segment mit einem kreisbogenförmigen Zahnkranz 26 versehen ist. Dieser Zahnkranz 26 kämmt mit einem Zahnrad 28, das von einem in dieser Ansicht nicht dargestellten Antriebsmotor, beispielsweise von einem Gleichstromelektromotor angetrieben wird.
Die zwischen Rückstellhebel 10 und Federaufnahmehebel 20 eingespannten Rückstellfedern 16, 18 üben eine Vorspannkraft auf den Rückstellhebel 10 aus, welche dieser als Rückstellkraft auf das Fahrpedal 2 überträgt, so daß der Rückstellhebel 10 bei vom Fahrpedal 2 entfernten Fuß ausschwenkt bis er mit seinem mittleren, eingezogenen Bereich 30 an einem Leerlaufanschlag 31 anschlägt. Diese Lage entspricht der in 1 gezeigten, steilen Leerlaufstellung des Fahrpedals 2. Bei Betätigung des Fahrpedals 2 wird die Rückstellkraft vom Fahrer als Widerstandskraft empfunden, welche seiner mit dem Fuß erzeugten Betätigungskraft entgegenwirkt.
2 zeigt eine Vollaststellung, bei welcher bei vollständig niedergedrücktem Fahrpedal 2 ein am oberen Ende angeordneter Zapfen 32 gegen einen Vollastanschlag 34 eines Pedalgehäuses 36 anschlägt. Das Pedalgehäuse 36 nimmt mit Ausnahme des Fahrpedals 2 sämtliche Teile der Fahrpedaleinrichtung 1 wie den Rückstellhebel 10, die beiden Rückstellfedern 16, 18, die Scheibe 24, das Zahnrad 28, den Federaufnahmehebel 20, den Pedalwertgeber und einen Kick-Down-Schalter bei Vorhandensein eines Automatikgetriebes auf. Die Fahrpedaleinrich tung 1 ist mit standardisierten elektrischen und mechanischen Schnittstellen ausgerüstet und kann als komplettes Fahrpedalmodul in verschiedene Typen von Kraftfahrzeugen eingebaut werden.
Der Gleichstromelektromotor wird von einer aus Maßstabsgründen nicht gezeigten Steuer- und Regeleinrichtung zum Antrieb des Zahnrades 28 angesteuert, wodurch die Scheibe 24 verdreht wird und das auskragende Ende 21 des Federaufnahmehebels 20 entlang der Kurve des Kurvenzapfens 22 läuft, um den Federaufnahmehebel 20 ein- bzw. auszuschwenken. Die ausgeschwenkte Stellung des Federaufnahmehebels 20 ist in 1 und 2 in gestrichelten Linien gezeichnet. Hierdurch ändert sich in Rückstellfederlängsrichtung gesehen der Abstand zwischen Federaufnahmehebel 20 und Rückstellhebel 10, in 1 und 2 ist dieser Abstand verkleinert. Folglich ändert sich gleichzeitig die Vorspannkraft der beiden Rückstellfedern 16, 18 und damit auch die der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft am Fahrpedal 2. Der Rückstellhebel 10, die beiden Rückstellfedern 16, 18, der Federaufnahmehebel 20, die Scheibe 24, das Zahnrad 28 und der Antriebsmotor bilden zusammen eine Stelleinrichtung 38 zur Änderung der Rückstellkraft des Fahrpedals 2, welche erfindungsgemäß abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs erfolgt.
Die Stelleinrichtung 38 ist insbesondere ausgebildet, um die Rückstellkraft am Fahrpedal 2 bei von zulässigen Betriebsbedingungen abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingungen zu erhöhen. Beispielsweise umfassen die zulässigen Betriebsbedingungen die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahrenen Straße und/oder einen Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Hierzu steht die Stelleinrichtung 38 mit der Steuer- und Regeleinrichtung kommunizierend in Verbindung, welche abhängig von einem Vergleich zwischen den durch Sensoren detektierten, aktuellen Betriebsbedingungen und den zulässigen Betriebsbedingungen ein Stellsignal für die Stellein richtung 38 liefert, um die Rückstellkraft des Fahrpedals 2 entsprechend einzustellen.
Bei Vorliegen unzulässiger Betriebsbedingungen oder an den Grenzen zulässiger Betriebsbedingungen, z.B. bei Erreichen oder Überschreiten eines Tempolimits oder bei Erreichen oder Unterschreiten eines Mindestabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, wird durch Antrieb des Zahnrades 28 die Scheibe 24 in die in 1 und 2 gestrichelt dargestellte Lage verdreht, wodurch sich das Ende 21 des Federaufnahmehebels 20 entlang des Kurvenzapfens 22 bewegt und der Federaufnahmehebel 20 um den oberen Drehpunkt 14 in Richtung Fahrpedal 2 geschwenkt wird, um die Vorspannung der Rückstellfedern 16, 18 und damit die am Fahrpedal 2 wirkende Rückstellkraft beispielsweise um den Faktor 2 zu erhöhen. Die erhöhte Rückstellkraft wirkt der Betätigungskraft spürbar entgegen, wodurch das Niederdrücken des Fahrpedals 2 erschwert und dem Fahrer ein mit dem Fuß fühlbares Signal zur Verringerung der Geschwindigkeit bzw. zur Vergrößerung des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug gegeben wird.
Die Verstellung der Rückstellkraft ist in jeder Lage des Fahrpedals 2 möglich, insbesondere auch bei Vollaststellung, wie aus 2 hervorgeht, wo der Zur Erhöhung der Rückstellkraft ausgeschwenkte Federaufnahmehebel 20 gestrichelt gezeichnet ist. Somit wird die Rückstellkraft vorzugsweise innerhalb eines Kraftbereichs verändert oder verstellt, in welcher der Fahrer weiterhin in der Lage ist, das Fahrpedal 2 in Vollaststellung gemäß 2 zu bringen, um etwa einen Überholvorgang trotz Geschwindigkeitsbeschränkung sicher abschließen zu können.
Die zulässigen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die auf einem Straßenabschnitt geltende Höchstgeschwindigkeit wird vorzugsweise mittels Telematiksystemen im Rahmen einer Verkehrszeichenerkennung an Sensoren der Steuer- und Regeleinrichtung übermittelt und dort mit der momentan gefahrenen Geschwindigkeit verglichen. Zur Messung des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug sind entsprechende Sensoren im Fahrzeug vorhanden.
Anstatt an einem stehenden Fahrpedal 2 kann die Erfindung auch an einem hängenden Fahrpedal angewandt werden. Weiterhin kann die Rückstellkraft am Fahrpedal 2 auch auf andere Weise als durch Änderung der Federvorspannung variiert werden, beispielsweise durch elektromagnetische, pneumatische oder hydraulische Steller.

Claims

Fahrpedaleinrichtung für Kraftfahrzeuge, beinhaltend ein vom Fahrer betätigbares Fahrpedal (2), welches durch eine gegen die Betätigungskraft wirkende Rückstellkraft belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stelleinrichtung (38) zur Einstellung der Rückstellkraft abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs vorgesehen ist.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (38) derart ausgebildet ist, daß die Rückstellkraft am Fahrpedal (2) bei von zulässigen Betriebsbedingungen abweichenden oder an deren Grenzen angelangten Betriebsbedingungen erhöht wird.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässigen Betriebsbedingungen die zulässige Höchstgeschwindigkeit der momentan befahrenen Straße oder einen Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug umfassen.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft innerhalb eines Kraftbereichs eingestellt wird, in welchem eine Betätigung des Fahrpedals (2) bis zu einem Vollastanschlag (34) weiterhin gewährleistet ist.
Fahrpedaleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (38) mit einer Steuer- und Regeleinrichtung kommunizierend in Verbindung steht, welche abhängig von einem Vergleich zwischen den durch Sensoren detektierten Betriebsbedingungen und den zulässigen Betriebsbedingungen ein Stellsignal für die Stelleinrichtung (38) liefert.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässigen Betriebsbedingungen mittels Telematiksystemen an die Steuer- und Regeleinrichtung übermittelbar sind.
Fahrpedaleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Rückstellkraft wenigstens ein sich mit einem Ende am Fahrpedal (2) und mit dem anderen Ende an einer verstellbaren Aufnahme (20) der Stelleinrichtung (38) abstützendes Federelement (16, 18) vorhanden ist.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (20) zur Änderung der Federvorspannung verstellbar ist.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme durch einen mittels eines Motors verstellbaren Schwenkhebel (20) gebildet wird.
Fahrpedaleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor und dem Schwenkhebel (20) ein Getriebe (26, 28) zwischengeordnet ist.