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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Beschleunigungspedalsystem mit einer Fußanstrengungs-Einstellfunktion, wobei das Beschleunigungspedalsystem einen verschwenkbaren Pedalarm, einen Erfassungssensor zum Erfassen eines Verschwenkungsgrades des Pedalarms, eine Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung, welche zum Bewirken einer Variation einer Fußanstrengung an dem Pedalarm installiert ist und ein Kontaktelement zum Kontaktieren der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung während eines Verschwenkens des Pedalarms aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein elektronisches Beschleunigungspedalsystem, in dem die Fußanstrengung variabel einstellbar ist bezüglich des Pedalarmhubes während des Niederdrückens und Loslassens des Gaspedals, um die Manipulierbarkeit beim Beschleunigen zu verbessern.
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Im Allgemeinen wird die Beschleunigungsmanipulationsvorrichtung in einen mechanischen Typ und einen elektronischen Typ klassifiziert. Das mechanische Beschleunigungspedalsystem enthält: ein Beschleunigungspedal, welches drehbar innerhalb des Fahrgastraums angelenkt ist, einen Drosselmechanismus, der in dem Ansaugsystem innerhalb des Motors eingebracht ist; und ein Kabel zum Verbinden des Beschleunigungspedals mit dem Drosselmechanismus zum übertragen der Manipulationskraft.
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Indessen enthält das elektronische Beschleunigungspedalsystem: ein Beschleunigungspedal, das drehbar innerhalb des Fahrgastraums angelenkt ist; und einen Erfassungssensor, der an dem Beschleunigungspedal ist, zum Erfassen des Drehgrades des Beschleunigungspedals auf einer Realzeitbasis.
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Von den zwei Typen des Beschleunigungspedalsystems bewirkt das übliche mechanische Beschleunigungspedalsystem die Erzeugung einer Fußanstrengungshysterese, und deshalb tritt kein spezielles Problem bei der Fußanstrengungs-Abstimmung auf. Die Fußanstrengungshysterese bezeichnet das Phänomen, dass die passive Reaktionskraft (etwa 20 N [2 kgf]) des Fahrers aufgrund der Reibung zwischen dem Draht und der Röhre des Kabels während des Loslassens des Pedals klein ist im Vergleich zur passiven Reaktionskraft (etwa 35 bis 45 N [3,5 bis 4,5 kgf]) des Fahrers während des Niederdrückens des Pedals.
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Im Gegensatz dazu wird beim elektronischen Beschleunigungspedalsystem die passive Reaktionskraft des Fahrers während des Niederdrückens und Loslassens des Pedals nur durch die inhärente Elastizität einer Rückholfeder bestimmt. Der Grad dieser Reaktionskraft wird eingestellt auf der Basis des Niederdrückens des Pedals zur Beschleunigung, und deshalb wird der Fahrer einer Ermüdung im Knöchel nach häufiger Wiederholung des Niederpressens des Pedals unterworfen, da dieselbe Reaktionskraft während des Niederdrückens und Loslassens des Pedals empfangen wird. Dementsprechend ist die Manipulierbarkeit erschwert.
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Die
DE 199 09 476 C2 beschreibt ein Modul zur Erzeugung einer Krafthysterese beim Verschwenken eines drehbar in einem Gehäuse gelagerten Drehelement, an welchem wenigstens ein Federelement festgelegt ist, dessen freies Ende über ein Reibelement auf einer ortsfest angeordneten Reibfläche gleitet, wobei die Reaktionskraft des Federelements in allen Winkelstellungen des Drehelements relativ zu dem Gehäuse ein Rückstellmoment auf das Drehelement um die Drehachse aufbringt.
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Die
DE 101 05 265 A1 beschreibt eine Rückstellvorrichtung für Pedale eines Kraftfahrzeuges, die mit einem Federelement, welches einerseits an einer Aufnahme am Pedal und andererseits an einer karosseriefesten Aufnahme festgelegt ist, wobei zwischen dem Pedal und der Karosserie wenigstens ein federbelastetes Reibelement mit mindestens einer Reibflächenpaarung angeordnet ist.
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Die
DE 100 20 486 A1 beschreibt ein Fahrpedalmodul zum Steuern der Leistung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einem über einen Lagerzapfen an einer Haltestruktur schwenkbar gelagerten Pedalhebel, mit einem eine Winkelstellung des Pedalhebels erfassenden und ein entsprechendes elektrisches Signal an eine Steuerung für einen Sensor und mit einer Rückstellfederung mit einer ersten Wirkseite und mit einer zweiten Wirkseite, wobei die Rückstellfederung zum Rückstellen des Pedalhebels in eine Ruhestellung mit der ersten Wirkseite an dem Pedalhebel angreift, wobei an dem Pedalhebel mindestens eine im Wesentlichen konzentrisch zum Lagerzapfen verlaufende Reibfläche vorgesehen ist, wobei mindestens ein an der Reibfläche anliegendes Reibelement vorgesehen ist und das Reibelement eine basisseitige Anlenkstelle und eine federseitige Anlenkstelle hat, wobei sich die Reibfläche zwischen der basisseitigen Anlenkstelle und der federseitigen Anlenkstelle befindet und die basisseitige Anlenkstelle an der Haltestruktur angelenkt ist und die zweite Wirkseite der Rückstellfederung die federseitige Anlenkstelle des Reibelementes beaufschlagt.
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Bei diesen Anordnungen hat sich als nachteilig herausgestellt, dass sich bei einem Verschleiß des Reibelementes die erzielbare Reibkraft unerwünschterweise verändert. Dies gilt es verständlicherweise zu vermeiden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Pedalsystem mit einer Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei bei einem Verschleiß des Reibungselementes selbsttätig ein Nachführen des Reibungselementes gegen die entsprechende Reibungsfläche selbsttätig, d. h. ohne zusätzliche Federelemente, erfolgt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Beschleunigungspedalsystem mit Fußanstrengungs-Einstellfunktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein elektronisches Gaspedalsystem mit einer Fußanstrengungs-Einstellfunktion, wobei das Verschwenken des Pedals durch die Fußanstrengung elektrisch erfasst wird, um den Beschleunigungsgrad zu entscheiden und die durch den Fahrer gespürte Fußanstrengung während des Niederdrückens und Loslassens des Pedals variabel gestaltet wird, um das Ermüdungsgefühl des Fahrers während einer häufigen Manipulation des Pedals zu reduzieren und um die Manipulierbarkeit zu verbessern.
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Zum besseren Verständnis der Natur und der Aufgabe der Erfindung wird Bezug genommen auf die folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionsansicht des elektronischen Beschleunigungspedalsystems mit Fußanstrengungs-Einstellfunktion bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht zum Zeigen des zusammengebauten Zustandes des elektronischen Gaspedalsystems nach 1;
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3 eine vergrößerte Ansicht des Kopplungsbereichs zwischen dem Pedalarm und der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung von 1;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements zum Unterbringen der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung von 1 und zum Kontakt damit;
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5 den Kontaktzustand zwischen der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung und dem Kontaktelement während des Niederdrückens und Loslassens des Beschleunigungspedals;
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6 eine graphische Illustration zum Zeigen der Variation der Fußanstrengung bezüglich des Hubes des Beschleunigungspedals;
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7 eine zweite nicht von der Erfindung umfasste Ausführungsform der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung;
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8 eine dritte nicht von der Erfindung umfasste Ausführungsform der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung; und
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9 eine vierte nicht von der Erfindung umfasste Ausführungsform der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst das elektronische Beschleunigungspedalsystem mit Fußanstrengungs-Einstellfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Gehäuse 10, welches an einer Bodenplatte innerhalb des Fahrgastraums angebracht ist; einen Pedalarm 12, der drehbar an dem Gehäuse 10 angelenkt ist; einen Erfassungssensor 14, wie z. B. ein Potentiometer, das auf einer Seite des Gehäuses 10 angebracht ist, zum elektrischen Erfassen des Verschwenkungsgrades des Pedalarms 12 während des Verschwenkens des Pedalarms 12; eine Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung, welche an dem Pedalarm 12 angebracht ist, zum Bewirken einer Variation einer Fußanstrengung in Übereinstimmung mit der Verschwenkrichtung des Pedalarms; und ein Kontaktelement 16, welches an dem Vorderende des Gehäuses 10 gebildet ist, zum Kontaktieren der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung während des Verschwenkens des Pedalarms.
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Weiterhin ist ein Befestigungsstift 18 zur Halterung bei der Verschwenkung mit dem Gehäuse 10 und dem Pedalarm 12 verbunden, um den Pedalarm 12 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Pedalarm 12 verschwenkbar zu machen. Ein Paar von Torsionsfedern 20 ist an dem Befestigungsstift 18 angebracht, um den Pedalarm 12 elastisch bezüglich des Gehäuses 10 verschwenkbar zu machen. An einem Ende des Befestigungsstiftes 18 zur Halterung bei der Verschwenkung ist ein Sicherheitsstift 22 angebracht, der verhindert, dass der Befestigungsstift 18 von dem Gehäuse 10 und dem Pedalarm 12 abfällt.
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Wie in 3 gezeigt, enthält die Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung eine Reibungsplatte 24, die abnehmbar mit dem Vorderende des Pedalsarms 12 verbunden ist.
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Die Reibungsplatte 24 enthält: einen elastischen Installationsteil 24a mit einem Paar geneigt verbreiteter Vorstehteile 24b zur Verbindung mit dem Vorderende des Pedalarms 12 zum Aufrechterhalten einer elastischen Halterungskraft; einen Kontaktteil 24c, der einteilig von dem elastischen Installationsteil 24 ausgeht und mit dem Kontaktelement 16 in Kontakt zu bringen ist; und ein Paar von Sicherheitshalterungsteilen 24d, die einteilig von beiden Enden des Kontaktteils 24c ausgehen und zur verbinden sind mit dem Vorderende des Pedalarms 12 zur Bildung einer Sicherungskraft.
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Das Vorderende des Pedalarms 12 hat einen Montageschlitz 12a zum elastischen Empfangen der Reibungsplatte 24, und der Montageschlitz 12a empfängt das elastische Installationsteil 24a der Reibungsplatte 24. Der Montageschlitz 12a ist gebildet durch ein Paar elastischer Vorstehteile 12b, welche geneigt verbreitert sind, um mit dem elastischen Installationsteil 24a der Reibungsplatte 24 in Kontakt zu treten.
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Weiterhin sind zwei Hilfsvorstehteile 12d außerhalb zweier Hilfsmontageschlitze 12c zum Empfangen der Sicherungs- und Halterungsteile 24d der Reibungsplatte 24 ausgebildet.
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Dabei ist, wie in 4 und 5 gezeigt, das Vorderende des Pedalarms 12 verschwenkbar in dem Kontaktelement 16 angelenkt, welches nach oben an dem Gehäuse 10 vorsteht. Das Kontaktelement 16 enthält: einen Raum eines Öffnungsteils 16a, der frontal geöffnet ist zum Empfangen des Vorderendes des Pedalarms 12; und eine Kontaktfläche 16b, die vertikal ausgebildet ist, zum Kontaktieren der Reibungsplatte 24, welche die Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung ist.
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Dementsprechend kontaktiert die Reibungsplatte 24, welche mit dem Vorderende des Pedalarms 12 verbunden ist, dauerhaft die Kontaktfläche 16b des Kontaktelements 16 während des Verschwenkens des Pedalarms 12.
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Deshalb dreht sich bei der vorliegenden Erfindung, falls der Fahrer den Pedalarm 12 während der Beschleunigung niederdrückt, der Pedalarm 12 um den Befestigungsstift 18 am Gehäuse 10. Unter diesen Umständen kontaktiert der Kontaktteil 24c der Reibungsplatte 24, welche an dem Montageschlitz 12a des Pedalarms 12 angebracht ist, dauerhaft die Kontaktfläche 16b des Kontaktelements 16, um Reibung zu erzeugen.
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Daraus resultierend ist der Grad der Fußanstrengung des Fahrers, welcher auf den Pedalarm 12 übertragen wird, variabel in Abhängigkeit von der Richtung der Reibungskraft, welche zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 erzeugt wird. Das heißt, der Grad der Fußanstrengung ist variabel während dem Niederdrücken und Loslassen des Pedalarms, wie graphisch in 6 dargestellt. Dies wird nachstehend detaillierter erläutert.
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Zunächst, wenn der Fahrer das Beschleunigungspedal niederdrückt, wird die Variation der Fußanstrengung bezüglich des Hubes des Pedalarms 12 bestimmt durch die Summe der inhärenten Rückstellkraft der Torsionsfeder 20 des Befestigungsstiftes 18 und der Reibungskraft, welche zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 erzeugt wird. Somit wird die Kurve A von 6 gebildet.
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Das rührt von der Tatsache her, dass die Richtung der Reibungen, welche zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 erzeugt werden, dieselbe ist wie die Richtung der elastischen Rückstellkraft der Torsionsfedern 20.
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Das heißt, falls der Fahrer im Begriff ist, das Fahrzeug zu beschleunigen, dann muss eine Fußanstrengung größer als die Summe der elastischen Rückstellkraft der Torsionsfedern 20 und der Reibungskraft zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 auf den Pedalarm übertragen werden.
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Falls andererseits der Fahrer die Beschleunigung zurücknimmt (dies betrifft den Zustand, dass der Fahrer den Pedalarm löst, um eine Verlangsamung zu bewirken, oder der Fahrer eine konstante Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufrecht erhält), dann wird die Variation der Fußanstrengung bestimmt durch die Differenz zwischen der inhärenten elastischen Rückstellkraft der Torsionsfedern 20 und der Reibungskraft (zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16). Somit wird die Kurve B von 6 gebildet.
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Dies kommt von der Tatsache her, dass während einer konstanten Geschwindigkeit die Richtung der Reibungskraft zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 entgegengesetzt ist zur Richtung der elastischen Rückstellkraft der Torsionsfeder 20.
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Das heißt, falls der Fahrer eine konstante Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht erhalten will, dann muss eine Fußbemühung größer als die Differenz zwischen der elastischen Rückstellkraft der Torsionsfedern 20 und der Reibungskraft (zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16) auf den Pedalarm 12 übertragen werden.
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Dementsprechend muss der Grad der Fußanstrengung bezüglich des Hubes des Pedalarms 12 während der Beschleunigung viel größer als während des Loslösens des Pedalarms 12.
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Somit ist während des Niederdrückens und Loslassens des Pedalarms die Reaktionskraft, welche vom Fahrer empfangen wird, unterschiedlich. Deshalb kann so eine Fußanstrengungshysterese wie beim üblichen kabelartigen Beschleunigungssystem gebildet werden.
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Falls in diesem Fall eine geeignete Einstellung an der elastischen Rückstellkraft der Torsionsfeder 20 und an der Reibungskraft zwischen der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 ausgeführt wird, dann gibt es kein Problem bei der Einstellung der Fußanstrengung des Beschleunigungssystems.
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Weiterhin kann die Reibungsplatte 24, welche in den Montageschlitzen 12a des Pedalarms 12 installiert ist, in Kontakt gebracht werden mit der Kontaktfläche 16b des Kontaktelements 16 über die elastische Rückstellkraft, welche durch das elastische Vorstehteil 12b des Montageschlitzes 12a und durch das elastische Vorstehteil 24b des elastischen Installationsteils 24a gebildet wird.
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Deshalb bleibt, sogar falls ein Verschleiß auftritt in der Reibungsplatte 24 und dem Kontaktelement 16 während häufiger Beschleunigungsmanipulationen, immer noch eine gewisse Reibung zwischen der Reibungsplatte 24 und der Kontaktfläche 16b des Kontaktelements 16, und deshalb gibt es kein Problem bei der Bildung der Fußanstrengungshysterese.
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Falls sich weiterhin Fett ausbreitet zwischen dem Kontaktteil 24c, der Reibungsplatte 24 und der Kontaktfläche 16b des Kontaktelements 16, dann können Geräusche verhindert werden zwischen dem Niederdrücken und Loslassens des Pedalarms 12.
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Indessen illustriert 7 eine zweite nicht von der Erfindung umfasste Ausführungsform der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung. Die Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung enthält: eine Kontaktplatte 28, die mit ihrer hinteren Fläche elastisch gehaltert ist am Vorderende des Pedalarms 12 über eine Druckfeder 26. Die Kontaktplatte 28 ersetzt die Reibungsplatte 24 der ersten Ausführungsform.
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Weiterhin ist ein geschlossener Raum gebildet im Vorderende des Pedalarms 12 zum Unterbringen der Druckfeder 26, und ein Eingriffsteil 28a ist vorgesehen auf der hinteren Oberfläche der Kontaktplatte 28, der verhindert, dass die Druckfeder 26 aus dem geschlossenen Raum herausfällt.
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8 illustriert eine dritte nicht von der Erfindung umfasste Ausführungsform der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung. Die Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung enthält: eine hohl-elastische Platte 32, deren Hinterfläche angebracht ist an dem Vorderende des Pedalarms 12 mittels eines Befestigungsstiftes 30 und dessen Vorderfläche gerichtet ist zur Kontaktfläche 16b des Kontaktelements 16. Die elastische Platte 32 ersetzt die Reibungsplatte 24 der ersten Ausführungsform.
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Indessen illustriert 9 eine vierte nicht von der Erfindung umfasste Ausführungsform der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung. Die Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung enthält: ein elastisches Element 36 aus Gummi, dessen hintere Fläche angebracht ist an dem vorderen Ende des Pedalarms 12 mittels eines Befestigungsstiftes 34. Das elastische Element 36 ersetzt die Reibungsplatte 24 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Indessen verursachen bei der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform die Kontaktplatte 28, die elastische Platte 32 und das elastische Element 36, welche die Reibungsplatte 24 der ersten Ausführungsform jeweils ersetzen, die Variationen des Grades der Fußanstrengung bezüglich des Hubes des Pedalarms 12 auf die gleiche Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, welche oben beschrieben wurde, wird die Verschwenkung des Pedals durch die Fußanstrengung elektrisch erfasst, um den Beschleunigungsgrad zu ermitteln, und die Fußanstrengung, welche vom Fahrer wahrgenommen wird, wird variabel gestaltet während des Niederdrückens und Loslassens des Pedals aufgrund der Fußanstrengungs-Einstelleinrichtung, um das Ermüdungsgefühl des Fahrers während der häufigen Manipulation des Pedals zu reduzieren und um die Manipulierbarkeit zu verbessern. Somit kann die Fußanstrengungshysterese gebildet werden.
