DE19811268A1 - Fußbetätigte Bedienungsvorrichtung an einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Fußbetätigte Bedienungsvorrichtung zum Beeinflussen von Antriebs- oder Verzögerungsmitteln (46) bei einem Kraftfahrzeug mit einem ein vom Betätigungsweg abhängiges Steuersignal (44) erzeugenden, Zuleitungen (30; 30') aufweisenden, Signalgeber (26), wobei der Signalgeber (26) einen elastisch und leitend ausgebildeten Körper aufweist, der versehen ist mit DOLLAR A einem ersten elektrischen Kontaktierungsbereich (29), der sich über eine erste Fläche des Körpers erstreckt und leitend einerseits mit dem Körper, und andererseits mit einer ersten Zuleitung (30) verbunden ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsbereich (29'), der sich über eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende, Fläche des Körpers erstreckt und leitend einerseits mit dem Körper, und andererseits mit einer zweiten Zuleitung (30') verbunden ist, DOLLAR A wobei der elektrische Widerstand des Körpers zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen (29; 29') vom Abstand der beiden Kontaktierungsbereiche (29; 29') abhängig ist, und DOLLAR A dem Signalgeber (26) ein Meßwandler (32) nachgeschaltet ist, dessen Eingänge über die Zuleitungen (30; 30') mit dem ersten und zweiten Kontaktierungsbereich (29; 29') verbunden sind, und an dessen Ausgang das Steuersignal (44) abnehmbar ist, welches ein Maß für den elektrischen Widerstand bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine fußbetätigte Bedienungsvor­ richtung zum Ansteuern von Antriebs- oder Verzögerungsmit­ teln in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Herkömmliche Bedienungsvorrichtungen zu diesem Zweck be­ stehen aus einem Fußpedal, insbesondere einem Gaspedal, einer Bremse oder einer Kupplung, das auf Druck nachgibt, und das Drucksignal, beispielsweise über einen Seilzug oder auf hydraulische Weise, auf den Motor überträgt.

Ein Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, daß bei einem Unfall eine große Verletzungsgefahr im Fußraum von den Pedalen sowie den damit verbundenen dahinterliegenden, ggf. durchbrechenden, Gestängen ausgeht. Diese Verlet­ zungsgefahr kann aus Gründen der konstruktiven Ausführung der Pedale auch nicht durch ein Airbag oder ähnliche Vor­ richtungen verringert werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine fußbetätigte Bedienungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu entwickeln, welche aufgrund seiner konstruktiven Aus­ führung bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs Fuß­ verletzungen des Fahrzeugführers im wesentlichen aus­ schließt.

Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß zur Betätigung von Antriebs- oder Verzögerungsmitteln bei ei­ nem Kraftfahrzeug ein mit einem elastischen und leitenden Körper versehener Signalgeber vorgesehen ist, wobei der Körper zwei, auf einander gegenüberliegenden Körperober­ flächen aufgebrachte elektrische Kontaktierungsbereiche mit jeweils einer Zuleitung aufweist, und die Zuleitungen in einen Meßwandler geführt werden, an dessen Ausgang ein Steuersignal als Maß für den elektrischen Widerstand an­ liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Körper aus einem elastischen Material. Vorteilhaft ist das elastische Material dabei porös ausgebildet, wobei die Poren eine unregelmäßige Anordnung aufweisen können. Für die Häufigkeitsverteilung der Größe der Poren ist dabei eine Varianz vorzusehen, welche nicht Null ist. Bei einer günstigen Variante besteht der Körper aus einem Elastomer.

Vorteilhaft ist der Körper in seiner Größe und Form derart gestaltet, daß er mit dem Fuß bequem bedienbar ist.

Vorzugsweise besteht der Körper aus zwei Teilkörpern, wel­ che leitend übereinander angeordnet sind. Die Teilkörper sind auf der jeweils dem anderen Teilkörper abgewandten Oberfläche vollständig mit je einem elektrischen Kontak­ tierungsbereich versehen. Der jeweilige Kontaktierungsbe­ reich ist dabei leitend einerseits mit dem entsprechenden Körper, andererseits mit je einer Zuleitung verbunden. Vorteilhaft sind die Elastizitätsmodule der die Teilkörper bildenden Materialien unterschiedlich groß. sowie die Teilkörper entlang einer Verbindungslinie zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen unterschiedliche Ausdehnun­ gen in der Art auf, daß ein als Druckpunkt bezeichneter Abstand der beiden Kontaktierungsbereiche auftritt, an dem nur einer der beiden Teilkörper im wesentlichen vollstän­ dig komprimiert ist.

In einer vorteilhaften Ausführung ist der mit den entspre­ chenden Kontaktierungsbereichen und Zuleitungen versehene Körper von einem isolierenden Material umgeben. Das Mate­ rial ist dabei in der Art vorzusehen, daß die jeweils die Kontaktierungsbereiche bedeckenden Flächen ausgesteift sind, so daß ein lokal in dem ausgesteiften Bereich ausge­ übter Druck im wesentlichen gleichmäßig über den ausge­ steiften Bereich verteilt in den Körper eingeleitet wird. Das die übrigen Bereiche des Körpers umhüllende Material ist nachgiebig ausgebildet.

In einer günstigen Variante ist der, wie vorstehend be­ schrieben aufgebaute Signalgeber im Bereich eines ersten Kontaktierungsbereiches geriffelt, so daß ein Fuß rutschfesten Halt darauf findet.

Vorzugsweise ist dem Signalgeber ein Meßwandler nachgeord­ net, dessen Eingänge über die Zuleitungen mit dem ersten und einem zweiten Kontaktierungsbereich verbunden sind. Der Meßwandler enthält eine Spannungsquelle, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktierungsbereich eine im wesentlichen konstante elektrische Spannung anlegt. In ei­ ner anderen günstigen Ausführung ist eine Stromquelle vor­ gesehen, die zwischen dem ersten und dem zweiten elektri­ schen Kontaktierungsbereich einen elektrischen Strom mit im wesentlichen konstanter Amplitude hervorruft. Vorzugs­ weise ist ein Wandler vorhanden, welcher eingangsseitig mit den Zuleitungen verbunden ist, und an dessen Ausgang eine analoge elektrische Kenngröße abgegeben wird. Die analoge elektrische Kenngröße wird vorteilhaft einem Ein­ gangsverstärker zugeführt, welcher die analoge elektrische Kenngröße als Maß für den elektrischen Widerstand in ihrer Amplitude heraufsetzt. In einer günstigen Variante besitzt der Meßwandler einen Analog-Digital-Wandler, welcher die analoge Kenngröße als Eingangssignal aufnimmt und sie als digitale Kenngröße ausgibt.

Vorzugsweise ist ein Funktionsgeber vorgesehen, dem die analoge oder digitale Kenngröße übergeben wird, und an dessen Ausgang ein mit der Kenngröße bzw. deren zeitlicher Änderung in eindeutigem Zusammenhang stehendes Steuersi­ gnal anliegt. In einer günstigen Variante weist der Funk­ tionsgeber einen Speicher auf, dem die analoge oder digi­ tale Kenngröße zugeführt wird. Desweiteren ist eine Diffe­ renzierstufe vorgesehen, welche die aktuelle und eine aus dem Speicher abgerufene vorherige Kenngröße als Eingangs­ signale aufnimmt, und eine Differenziergröße, die ein Maß für die zeitliche Änderung der Kenngröße darstellt, aus­ gibt. Vorteilhaft weist der Funktionsgeber ein Linearisie­ rungsglied auf, dem die Kenngröße oder die Differenzier­ größe als Eingangssignal übergeben wird, und an dessen Ausgang das Steuersignal anliegt. Dieses Steuersignal ak­ tiviert im Endeffekt das Antriebs oder Verzögerungsmittel.

In einer günstigen Ausführung ist zur Steuerung des An­ triebs- oder Verzögerungsmittels in Abhängigkeit einer vor­ gegebenen Kenngröße eine erste Schwellwertstufe vorgese­ hen, die die Kenngröße als Eingangssignal aufnimmt und ein Steuersignal abgibt, welches einen ersten Kennwert be­ sitzt, wenn die Kenngröße größer oder gleich ist als ein vorbestimmter Kenngrößenschwellwert bzw. einen zweiten Kennwert besitzt, wenn die Kenngröße kleiner ist als der vorbestimmte Kenngrößenschwellwert. Bei einer weiteren günstigen Variante weist der Funktionsgeber zur Steuerung des Antriebs oder Verzögerungsmittels in Abhängigkeit ei­ ner vorgegebenen Differenziergröße eine zweite Schwell­ wertstufe auf, die die Differenziergröße als Eingangs­ signal aufnimmt und ein Steuersignal ausgibt, das einen konstanten ersten Differenzierwert hat, wenn die Differen­ ziergröße größer oder gleich ist als ein vorbestimmter Differenziergrößenschwellwert, und das einen zweiten Dif­ ferenzierwert hat, wenn die Differenziergröße kleiner ist als der vorbestimmte Differenziergrößenschwellwert.

Vorteilhaft besitzt der Funktionsgeber außerdem einen Ta­ bellenspeicher, in dem jedem digitalen Wert der Kenngröße und/oder der Differenziergröße ein entsprechender Wert des Steuersignals zugeordnet wird.

In einer günstigen Ausführungsform enthält der Meßwandler weiterhin eine Ausgangsstufe, welche das Steuersignal auf­ nimmt und in seiner Amplitude heraufsetzt.

Vorzugsweise ist eine Vorrichtung vorgesehen, die die Ab­ leitung der Änderung des vom Steuersignal bestimmten elek­ trischen Widerstandes erfaßt, und die bei einer schnellen Änderung des elektrischen Widerstandes die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs erhöht, so daß ein Kick-down Effekt er­ zeugt wird.

In einer vorteilhaften Variante sind drei Bedienungsvor­ richtungen vorgesehen, wobei eine erste Bedienungsvorrich­ tung den Fahrzeugmotor, eine zweite Bedienungsvorrichtung das Bremssystem und eine dritte Bedienungsvorrichtung die Kupplung beeinflußt. Die Signalgeber der Bedienungsvor­ richtungen sind dabei vorzugsweise in einen Gesamtkörper integriert, wobei die Betätigungsflächen der Bedienungs­ vorrichtungen in einer Oberfläche des Gesamtkörpers in der Art nebeneinander angeordnet sind, daß die Betätigungsflä­ che der ersten Bedienungsvorrichtung sich rechts, die der zweiten Bedienungsvorrichtung sich in der Mitte und die der dritten Bedienungsvorrichtung sich links befindet. In einer günstigen Ausführung ist die Betätigungsfläche der zweiten Bedienungsvorrichtung wesentlich größer als die Betätigungsflächen der anderen Vorrichtungen ausgebildet. Desweiteren ist zwischen den Betätigungsflächen der zwei­ ten und dritten Bedienungsvorrichtung ein größerer Abstand zu wählen als zwischen den Betätigungsflächen der ersten und zweiten Bedienungsvorrichtung. Die aus den drei Bedie­ nungsvorrichtungen gebildete Betätigungsgruppe ist in die den Fußraum in Fahrtrichtung begrenzende Stirnwand fahrer­ seitig in der Art eingefügt, daß die drei Betätigungsflä­ chen zum Fahrer weisen.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht der Körper aus einem geschlossenen, in seinem Volumen verän­ derbaren Gehäuse, welches in die Stirnwand eingelassen ist. Die Bedienungsvorrichtung weist dabei einen matten­ förmig ausgelegten Druckaufnehmer auf, welcher vom Fußraum der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs her für den Fahrer zugänglich an dem Gehäuse befestigt ist. Das Gehäuse ist zweiteilig und vorzugsweise quaderförmig ausgebildet. Es weist ein napfförmiges Bodenteil und einen ebenso geform­ ten Deckel auf. Die Wandungen des Bodenteils und des das Bodenteil übergreifenden Deckels sind in Form einer Füh­ rung miteinander verbunden und gegeneinander verschieblich angeordnet. Die Gehäuseteile sind dabei steif ausgebildet.

Im Inneren des Gehäuses sind mehrere Federelemente vorge­ sehen, über welche sich der den Druckaufnehmer tragende Gehäusedeckel am Boden abstützt und welche den Gehäusedec­ kel nach erfolgter Druckbelastung in seine Ausgangspositi­ on verbringen. Durch die Wirkung der Federelemente wird bei der die Bedienungsvorrichtung betätigenden Person dar­ überhinaus in psychologisch günstiger Weise der Eindruck des Vorhandenseins einer herkömmlichen Pedalkonstruktion erzeugt, obwohl die die Bedienungsvorrichtung belastende Kraft nicht direkt auf das Antriebs- oder Verzögerungsmit­ tel des Kraftfahrzeugs wirkt, sondern in ein, vorzugsweise elektrisches Steuersignal gewandelt wird, welches seiner­ seits das Antriebs- oder Verzögerungsmittel aktiviert.

Entsprechend einer günstigen Weiterbildung der Erfindung sind die Federelemente als gerade Schraubenfedern mit nichtlinearer Kennlinie ausgebildet, wodurch der Gegen­ druck der Federelemente bei starker Druckbelastung des Druckaufnehmers, d. h. bei stärkerer Reduzierung des Gehäu­ sevolumens, zunimmt und den Eindruck des Vorhandenseins einer konventionellen Pedalanordnung zum Betätigen des An­ triebs- oder Verzögerungsmittels eines Kraftfahrzeugs ver­ stärkt.

Der flächenförmige Druckaufnehmer ist nach einer anderen Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung konstruktiv derart ausgebildet, daß er als Bau-Einheit einen druckabhängig veränderlichen elektri­ schen Widerstand, eine durch eine druckabhängige Verfor­ mung variable Kapazität oder Induktivität darstellt. Die Änderung der entsprechenden Widerstands-, Kapazitäts- und Induktivitätswerte führt beispielsweise durch Veränderung des Gleichgewichts einer Widerstandsbrücke bzw. der Ver­ stimmung eines Resonanzkreises zu Spannungsänderungen, welche nach Verstärkung als Steuerspannung zur Aktivierung des Motors, der Bremse bzw. der Kupplung des Kraftfahr­ zeugs nutzbar ist.

Gleichermaßen ist auch ein als hydraulisches System ausge­ bildeter Druckaufnehmer einsetzbar, bei dem mittels eines hydraulischen Mediums druckabhängig über Kontaktmittel un­ terschiedliche Steuerspannungen aktiviert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu­ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Betäti­ gungsgruppe mit drei Bedienungsvorrichtungen zur Steuerung einer Brems- oder Kupplungsvorrichtung, wobei die jeweili­ ge Bedienungsvorrichtung ein volumenveränderliches Gehäuse mit einem aufgebrachten Druckaufnehmer aufweist,

Fig. 2 die Darstellung eines Schnittes längs der Linie A...A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Steuerung einer Brems- oder Kupplungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit­ tels einer Bedienungsvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Betäti­ gungsgruppe mit drei Bedienungsvorrichtungen zur Steuerung eines Antriebs- oder Verzögerungsmittels, wobei die jewei­ lige Bedienungsvorrichtung einen aus einem elastischen Ma­ terial bestehenden Körper aufweist, entsprechend der be­ vorzugten Ausführungsform,

Fig. 5 die Darstellung eines Schnittes längs der Linie B...B gemäß Fig. 4 sowie

Fig. 6 eine Bedienungsvorrichtung gemäß Fig. 4 als Blockschaltbild.

In dem in Fig. 1 perspektivisch dargestellten Teilbereich einer zwischen Motor- und Fahrgastraum eines Kraftfahr­ zeugs vorgesehenen Stirnwand 4 ist die Position einer er­ findungsgemäßen Bedienungsvorrichtung 1; 1' für die (nicht dargestellte) Brems- oder Kupplungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Bedienungsvorrichtungen 1; 1' weisen jeweils ein quaderförmiges Gehäuse 2; 2' auf, an dessen in den Fußbereich des Fahrgastraums ragenden, sich in einer zur Stirnwand 4 parallelen Ebene erstreckenden Wandungsabschnitt ein Druckaufnehmer 3; 3' befestigt ist.

Der jeweilige Druckaufnehmer 3; 3' ist als Teil eines elektrischen oder pneumatischen Wandler-Systems in der La­ ge, bei Druckauflastung eine elektrische Steuerspannung auszulösen, welche die Brems- oder Kupplungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert. Das den mattenförmig ausgebilde­ ten Druckaufnehmer 3; 3' tragende Gehäuse 2; 2' der jewei­ ligen Bedienungsvorrichtung 1; 1' ist senkrecht zu der von der Stirnwand 4 aufgespannten Ebene verschieblich angeord­ net und wird vollständig in die Stirnwand 4 versenkt, wenn eine maximale Druckkraft an dem Druckaufnehmer 3; 3' an­ liegt oder dieser im Falle eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeugs durch Füße oder Beine des Fahrzeugführers belastet wird. Durch eine derartige Ausbildung und Anord­ nung einer Bedienungsvorrichtung 1; 1' wird in vorteilhaf­ ter Weise die Gefahr einer von der Bedienungsvorrichtung bewirkten Fußverletzung für den Fahrzeugführer bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs im wesentlichen ausgeschlos­ sen. Zusätzlich zu den Bedienungsvorrichtungen 1; 1' ist eine Bedienungsvorrichtung 5 zur Betätigung des Fahrzeug­ motors schematisiert dargestellt.

In Fig. 2 ist die Bedienungsvorrichtung 1 als schemati­ sierte Ansicht eines Schnittes längs der Linie A...A gemäß Fig. 1 dargestellt. Das Gehäuse 2 der Bedienungsvorrich­ tung 1 ist mittels einer an der dem Motorraum zugewandten Seite der. Stirnwand 4 vorgesehenen Halterung befestigt. Das zweiteilig ausgebildete, quaderförmige Gehäuse 2 weist ein napfförmiges Bodenteil 7 und einen ebenfalls napfför­ mig ausgebildeten und das Bodenteil übergreifenden Deckel 6 auf. Bodenteil 7 und Deckel 6 sind durch eine Geradfüh­ rung 9 miteinander verbunden.

Der Gehäusedeckel 6 trägt auf seiner Frontseite den mat­ tenartig ausgebildeten Druckaufnehmer 3. Im Inneren des Gehäuses 2 sind in symmetrischer Anordnung drei Federele­ mente 8 angeordnet, auf denen sich der Deckel 6 auf dem Gehäuseboden 7 abstützt, wenn der Druckaufnehmer 3 bestim­ mungsgemäß belastet wird. Die Federelemente sind als gera­ de Schraubenfedern ausgebildet und führen den Gehäusedek­ kel 6 in seine Ausgangsposition zurück, wenn die Bedie­ nungsvorrichtung 1 keiner Druckauflastung mehr unterworfen ist. Durch eine nichtlineare Kennlinie der Federelemente 8 wird in günstiger Weise ein für die Druckauflastung aus­ reichend großer Gegendruck erzeugt und gleichzeitig beim Bedienen durch den Fahrzeugführer ein Verhalten der erfin­ dungsgemäßen Bedienungsvorrichtung 1 erreicht, welches im wesentlichen dem einer mit Pedalen ausgerüsteten Bedie­ nungsvorrichtung entspricht.

Die durch die Federelemente 8 und die Geradführung 9 gesi­ cherte Verschieblichkeit des Gehäusedeckels 6 ermöglicht im Falle eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs, daß die in den Fußraum der Fahrgastzelle hineinragenden Teile der Be­ dienungsvorrichtung 1 in die von der Stirnwand 4 aufge­ spannten Ebene vollständig abgesenkt werden können. Dies vermeidet in vorteilhafter Weise eine von der Bedienungs­ vorrichtung ausgehende Gefahr einer Fußverletzung nahezu vollständig. Die Signalleitungen 3.1 und 3.2 des Druckauf­ nehmers 3 sind durch den Gehäuseboden 7 in den Motorraum geführt und mit einem System 20 verbunden, in welchem die zur Erzeugung der erforderlichen Steuerspannung notwendi­ gen Wandler und Verstärker sowie die zu aktivierende Brems- oder Kupplungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs zusam­ mengefaßt sind.

Das in Fig. 3 dargestellte elektrische Blockschaltbild für die Steuerung einer Brems- oder Kupplungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mittels einer erfindungsgemäßen Be­ dienungsvorrichtung zeigt den näheren Aufbau des Systems 20. Der mattenförmige Druckaufnehmer 3 ist druckvariabel ausgebildet und wird durch eine Flächenlast P beauf­ schlagt. Die Signalleitungen 3.1 und 3.2 stellen eine Ver­ bindung zu einem elektrischen Schwingkreis 11 her, dessen Resonanzfrequenz durch die Parallelschaltung des Druckauf­ nehmers und dessen unterschiedliche Belastung variiert wird. Die sich daraus ergebende Spannungsschwankung wird in einem Verstärker 12 an den erforderlichen Eingangspegel eines Stellgliedes 13 angepaßt, um die Brems- oder Kupp­ lungsvorrichtung 14 des Fahrzeuge zu aktivieren.

Fig. 4 zeigt eine aus drei Bedienungsvorrichtungen 21; 22; 23 bestehende Betätigungsgruppe als perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die Bedie­ nungsvorrichtungen 21; 22; 23 sind dabei in Form ihrer je­ weiligen Signalgeber dargestellt. Die erste Bedienungsvor­ richtung 21 dient der Betätigung eines Fahrzeugmotors, die zweite Bedienungsvorrichtung 22 der eines Bremssystems und die dritte Bedienungsvorrichtung 23 der einer Kupplung. Die Bedienungsvorrichtungen 21; 22; 23 gleichen sich dabei in ihrem konstruktiven Aufbau, wobei die zweite Bedie­ nungsvorrichtung 22 deutlich größer ausgebildet ist als die anderen. Desweiteren ist der Abstand zwischen der zweiten Bedienungsvorrichtung 22 und der dritten Bedie­ nungsvorrichtung 23 größer, als der zwischen der ersten Bedienungsvorrichtung 21 und der zweiten Bedienungsvor­ richtung 22. Die Signalgeber der drei Bedienungsvorrich­ tungen 21; 22; 23 sind in einen Gesamtkörper 24 inte­ griert, wobei die Betätigungsflächen 25 der Bedienungsvor­ richtungen in einer Oberfläche liegen. Der Gesamtkörper 24 weist dabei parallel zu den Betätigungsflächen drei - in Fig. 4 nicht sichtbare - rückseitige Öffnungen auf, durch die von den Signalgebern ausgehende Zuleitungen durch den Gesamtkörper 24 hindurch nach außen geführt werden. In nicht dargestellter Weise ist der Gesamtkörper 24 in die den Fußraum in Fahrtrichtung begrenzende Stirnwand fahrer­ seitig in der Art eingefügt, daß die drei Betätigungsflä­ chen 25 zum Fahrer weisen.

Der in Fig. 5 detailiert dargestellte Signalgeber 26 ei­ ner beliebigen Bedienungsvorrichtung 21; 22; 23 weist ei­ nen aus zwei Teilkörpern 27; 28 zusammengesetzten Körper auf. Die Teilkörper 27; 28 bestehen jeweils aus einem ela­ stischen Material und sind porös ausgebildet, wobei die Poren unregelmäßig angeordnet sind. In der gezeigten Dar­ stellung sind die Poren des dem Fahrer zugewandten Teil­ körpers 27 größer als die des Teilkörpers 28. Gleichzeitig ist der Elastizitätsmodul des den Teilkörper 27 bildenden Materials größer als der des Materials des Teilkörpers 28, so daß bei Anliegen einer Flächenkraft P senkrecht zur dem Fahrer zugewandten Oberfläche des Teilkörpers 27 im we­ sentlichen nur dieser komprimiert wird. Auf den Teilkörper 27 ist ein erster Kontaktierungsbereich 29 aufgebracht, welcher sich über die gesamte, dem Fahrer zugewandte Ober­ fläche erstreckt und leitend mit dem Teilkörper 27 verbun­ den ist. Der Kontaktierungsbereich 29 ist weiterhin mit einer Zuleitung 30 versehen, die durch die Teilkörper 27 und 28 hindurch aus dem Signalgeber 26 nach außen geführt ist. Ein zweiter Kontaktierungsbereich 29' ist auf die dem Teilkörper 27 abgewandte Oberfläche des Teilkörpers 28 aufgebracht und gemäß dem ersten Kontaktierungsbereich 29 mit dem Teilkörper 28 und einer Zuleitung 30' leitend ver­ bunden. Der aus den Teilkörpern 27 und 28 zusammengesetzte Körper ist mit einem isolierenden Material in der Art ei­ nes Gehäuses umschlossen, wobei das Material im Bereich der die Kontaktbereiche 29; 29' bedeckenden Flächen 31; 31' steif und in den übrigen Flächen nachgiebig ausgebil­ det ist. Im Bereich 31' ist das isolierende Material mit einer Öffnung zur Herausführung der Zuleitungen 30; 30' versehen.

Dem Signalgeber 26 ist ein, mehrere Vorrichtungen aufwei­ sender Meßwandler 32 nachgeordnet, dessen Eingänge gemäß dem in Fig. 6 dargestellten Blockschaltbild über die Zu­ leitungen 30; 30' mit den beiden Kontaktierungsbereichen 29; 29' des Signalgebers 26 verbunden sind. Der Meßwandler 32 enthält eine Spannungsquelle 33, die zwischen dem er­ sten Kontaktierungsbereich 29 und dem zweiten Kontaktie­ rungsbereich 29' eine im wesentlichen konstante elektri­ sche Spannung anlegt. Desweiteren ist ein Wandler 34 vor­ gesehen, welcher eingangsseitig mit den Zuleitungen 30; 30' verbunden ist, und an dessen Ausgang eine analoge elektrische Kenngröße 35 abgegeben wird. Die Kenngröße 35 wird einem Eingangsverstärker 36 zugeführt, welcher die Kenngröße 35 in ihrer Amplitude heraufsetzt. Ein nachge­ schalteter Analog-/Digitalwandler 37 nimmt die analoge Kenngröße 35 als Eingangssignal auf und gibt diese digita­ lisiert aus. Die digitalisierte Kenngröße 35' wird einem Funktionsgeber 38 zugeführt, wobei der Funktionsgeber 38 mehrere Vorrichtungen enthält. Im Rahmen dieser Vorrich­ tungen ist ein Speicher 39 vorgesehen, dem die Kenngröße 35' zugeführt wird. Der Funktionsgeber 38 weist eine Dif­ ferenzierstufe 40 auf, welche die Kenngröße 35' sowie eine vom Speicher 39 ausgegebene vorherige Kenngröße 41 auf­ nimmt und eine Differenziergröße 42 als Maß für die zeit­ liche Änderung der Kenngröße 35 abgibt. Der Differenzier­ stufe 40 ist ein Linearisierungsglied 43 nachgeordnet, dem die Differenziergröße 42 zugeführt wird, und das ein er­ stes Steuersignal 44 abgibt, wobei das erste Steuersignal 44 mit dem Abstand oder der Änderung des Abstandes zwi­ schen den beiden Kontaktierungsbereichen 29; 29' in linea­ rem Zusammenhang steht.

Der Meßwandler 32 enthält desweiteren eine Ausgangsstufe 45, die das erste Steuersignal 44 in seiner Amplitude her­ aufsetzt. Das Steuersignal 44 aktiviert ein Antriebs oder Verzögerungsmittel 46.

Zur Steuerung des Antriebs oder Verzögerungsmittels 46 in Abhängigkeit einer vorgegebenen Kenngröße ist eine erste Schwellwertstufe 47 vorgesehen, welche bei vorheriger Be­ dienung eines Schalters 48 ein zweites Steuersignal 44' ausgibt, das anstelle des ersten Steuersignals 44 dem An­ triebs oder Verzögerungsmittel 46 über die Ausgangsstufe 45 zugeführt wird. Zuvor wird der ersten Schwellwertstufe 47 ein vorbestimmter Kenngrößenschwellwert 49 übergeben. Die Schwellwertstufe 47 nimmt als Eingangssignal die digi­ tale Kenngröße 35' auf und gibt das zweite Steuersignal 44' aus, das einen ersten Kennwert besitzt, wenn die digi­ tale Kenngröße 35' größer oder gleich ist als der Kenngrö­ ßenschwellwert 49, und das einen zweiten Kennwert auf­ weist, wenn die Kenngröße 35' kleiner ist als der Kenngrö­ ßenschwellwert 49.

Zur Steuerung des Antriebs oder Verzögerungsmittels 46 in Abhängigkeit einer vorgegebenen Differenziergröße ist eine zweite Schwellwertstufe 50 vorgesehen, welcher ein vorbe­ stimmter Differenziergrößenschwellwert 51 zugeführt wird, wobei die zweite Schwellwertstufe 50 bei vorheriger Bedie­ nung eines Schalters 52 ein drittes Steuersignal 40 " aus­ gibt. Dieses liegt entsprechend dem ersten Steuersignal 40 bzw. dem zweiten Steuersignal 40' am Eingang des Antriebs- oder Verzögerungsmittels 46 an.

Der Funktionsgeber 38 weist weiterhin einen Tabellenspei­ cher 53 auf, dem die digitale Kenngröße 35' und/oder die Differenziergröße 42 sowie das Steuersignal 44 zugeführt werden, wobei in dem Tabellenspeicher 53 jedem Wert der jeweiligen Größe 35' und/oder der Größe 42 ein entspre­ chendes Steuersignal 44 zugeordnet wird.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (39)

1. Fußbetätigte Bedienungsvorrichtung zum Beeinflussen von Antriebs- oder Verzögerungsmitteln (46) bei einem Kraftfahrzeug mit einem ein vom Betätigungsweg abhängiges Steuersignal (44) erzeugenden, Zuleitungen (30; 30') auf­ weisenden, Signalgeber (26), dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalgeber (26) einen elastisch und leitend aus­ gebildeten Körper aufweist, der versehen ist mit
einem ersten elektrischen Kontaktierungsbereich (29), der sich über eine erste Fläche des Körpers erstreckt und leitend einerseits mit dem Körper, und anderer­ seits mit einer ersten Zuleitung (30) verbunden ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsbereich (29'), der sich über eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende, Fläche des Körpers erstreckt und leitend einerseits mit dem Körper, und andererseits mit einer zweiten Zuleitung (30') verbunden ist,
wobei der elektrische Widerstand des Körpers zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen (29; 29') vom Abstand der beiden Kontaktierungsbereiche (29; 29') abhängig ist, und
daß dem Signalgeber (26) ein Meßwandler (32) nachgeschal­ tet ist, dessen Eingänge über die Zuleitungen (30; 30') mit dem ersten und dem zweiten Kontaktierungsbereich (29; 29') verbunden sind, und an dessen Ausgang das Steuersi­ gnal (44) abnehmbar ist, welches ein Maß für den elektri­ schen Widerstand bildet.

2. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwandler (32) eine Spannungsquelle (33) enthält, die zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktierungsbereich (29; 29') eine im we­ sentlichen konstante elektrische Spannung anlegt, oder daß der Meßwandler (32) eine Stromquelle enthält, die zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktierungsbe­ reich (29; 29') einen elektrischen Strom mit im wesentli­ chen konstanter Amplitude hervorruft.

3. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwandler (32) einen Wandler (34) aufweist, welcher eingangsseitig mit den Zuleitungen (30; 30') verbunden ist, und an dessen Ausgang eine analoge elektrische Kenngröße (35) abgegeben wird.

4. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwandler (32) einen Eingangsver­ stärker (36) enthält, der eingangsseitig mit den Zuleitun­ gen verbunden (30; 30') ist, und der eine analoge elektri­ sche Kenngröße (35), die ein Maß für den elektrische Wi­ derstand bildet, in ihrer Amplitude heraufsetzt.

5. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwandler (32) einen Analog/­ Digitalwandler (37) aufweist, der die analoge Kenngröße (35) als Eingangssignal aufnimmt und sie digitalisiert.

6. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwandler (32) einen Funktionsgeber (38) aufweist, der die analoge (35) oder die digitale Kenngröße (35') als Eingangssignal aufnimmt, und an dessen Ausgang das mit der Kenngröße (35; 35') in eindeutigem Zu­ sammenhang stehende Steuersignal (44) abnehmbar ist.

7. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsgeber (38) einen Speicher (39) aufweist.

8. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsgeber (38) eine Differen­ zierstufe (40) aufweist, die die aktuelle Kenngröße '(35; 35') und die aus dem Speicher (39) abgerufene vorherige Kenngröße (41) als Eingangssignale aufnimmt, und eine Dif­ ferenziergröße (42), die ein Maß für die zeitliche Ände­ rung der Kenngröße (35) darstellt, an ihrem Ausgang aus­ gibt.

9. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsgeber (38) ein Linearisie­ rungsglied (43) aufweist, das die Kenngröße (35; 35') oder die Differenziergröße (42) als Eingangssignal aufnimmt, und an seinem Ausgang ein Steuersignal (44) abnehmbar ist, das mit dem Abstand oder der Änderung des Abstandes zwi­ schen den beiden Kontaktierungsbereichen (29; 29') in li­ nearem Zusammenhang steht.

10. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsgeber (38) eine erste Schwellwertstufe (47) aufweist, die die Kenngröße (35; 35') als Eingangssignal aufnimmt, und an dessen Ausgang ein Steuersignal (44') abnehmbar ist, das einen ersten Kennwert besitzt, wenn die Kenngröße (35; 35') größer oder gleich ist als ein vorbestimmter Kenngrößenschwellwert (49), und das einen zweiten Kennwert besitzt, wenn die Kenngröße (35; 35') kleiner ist als der vorbestimmte Kenn­ größenschwellwert (49).

11. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsgeber (38) eine zweite Schwellwertstufe (50) aufweist, die die Differenziergröße (42) als Eingangssignal aufnimmt, und an dessen Ausgang ein Steuersignal (44") abnehmbar ist, das einen konstan­ ten ersten Differenzierwert besitzt, wenn die Differen­ ziergröße (42) größer oder gleich ist als ein vorbestimm­ ter Differenziergrößenschwellwert (51), und das einen zweiten Differenzierwert besitzt, wenn die Differenzier­ größe (42) kleiner ist als der vorbestimmte Differenzier­ größenschwellwert (51).

12. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Funktionsgeber (38) einen Tabellen­ speicher (53) aufweist, in dem jedem digitalen Wert der Kenngröße (35') und/oder der Differenziergröße (42) ein entsprechender Wert des Steuersignals (44) zuordnet ist.

13. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Meßwandler (32) eine Ausgangsstufe (45) enthält, die das Steuersignal (44; 44'; 44") als Eingangssignal aufnimmt, und in seiner Amplitude heraufge­ setzt.

14. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Körper aus einem elastischen Materi­ al besteht.

15. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das elastische Material porös ist.

16. Bedienungsvorrichtung Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Poren des elastischen Materials eine un­ regelmäßige Anordnung haben.

17. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Häufigkeitsverteilung der Größe der Poren des elastischen Materials eine Varianz besitzt, die nicht Null ist.

18. Bedienungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Ma­ terial ein Elastomer ist.

19. Bedienungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (26) von einem isolierenden Material umschlossen ist, wel­ ches im Bereich/in den Bereichen (31; 31') des ersten und/oder zweiten Kontaktierungsbereichs (29; 29') steif ausgebildet ist, so daß ein lokal in dem ausgesteiften Bereich ausgeübter Druck im wesentlichen gleichmäßig über den ausgesteiften Bereich (31; 31') verteilt in den Körper eingeleitet wird, und in den übrigen Bereichen nachgiebig ausgebildet ist.

20. Bedienungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (26) im Bereich des ersten Kontaktierungsbereichs (29) ge­ riffelt ist, so daß ein Fuß rutschfesten Halt darauf fin­ det.

21. Bedienungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in sei­ ner Größe und Form so gestaltet ist, daß er mit einem Fuß bequem bedienbar ist.

22. Bedienungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus zwei Teilkörpern (27; 28) besteht, die in einer Richtung senk­ recht zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten (29) bzw. dem zweiten Kontaktierungsbereich (29') leitend über­ einander angeordnet sind, wobei die Elastizitätsmodule der Materialien der Teilkörper (27; 28) unterschiedlicher groß sind, und die Teilkörper (27; 28) entlang der Verbindungs­ linie unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen, so daß ein als Druckpunkt bezeichneter Abstand der beiden Kontaktierungsbereiche (29; 29') auftritt, an dem nur ei­ ner der beiden Teilkörper (27; 28) im wesentlichen voll­ ständig komprimiert ist.

23. Bedienungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Ableitung der Änderung des elektrischen Wi­ derstandes erfassen, und die bei einer schnelleren Ände­ rung des elektrischen Widerstandes die Beschleunigung des Kraftfahrzeuges erhöhen, so daß ein Kick-down Effekt er­ zeugt wird.

24. Bedienungsvorrichtung Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebsmittel ein Fahrzeugmotor oder eine Kupplung, und das Verzögerungsmittel ein Bremssystem ist.

25. Betätigungsgruppe bestehend aus drei Bedienungsvor­ richtungen (21; 22; 23) nach je einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Bedie­ nungsvorrichtung (21) den Fahrzeugmotor, eine zweite Be­ dienungsvorrichtung (22) das Bremssystem, und eine dritte Bedienungsvorrichtung (23) die Kupplung beeinflußt.

26. Betätigungsgruppe nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Signalgeber (26) der drei Bedienungsvor­ richtungen (21; 22; 23) in einen Gesamtkörper (24) inte­ griert sind, wobei die Betätigungsflächen (25) der drei Bedienungsvorrichtungen (21; 22; 23) in einer Oberfläche des Gesamtkörpers (24) bedienbar so nebeneinander liegen, daß die Betätigungsfläche (25) der ersten Bedienungsvor­ richtung (21) rechts, die Betätigungsfläche der zweiten Bedienungsvorrichtung (22) in der Mitte, und die Betäti­ gungsfläche der dritten Bedienungsvorrichtung (23) links angeordnet ist.

27. Betätigungsgruppe nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsfläche (25) der zweiten Bedienungsvorrichtung (22) wesentlich größer ist, als die Betätigungsflächen (25) der anderen beiden Bedienungsvor­ richtungen (21; 23).

28. Betätigungsgruppe nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Betätigungsflächen (25) der zweiten (22) und der dritten Bedienungsvorrich­ tung (23) ein größerer Abstand besteht, als zwischen den Betätigungsflächen (25) der ersten (21) und der zweiten Bedienungsvorrichtung (22).

29. Betätigungsgruppe nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsgruppe in eine, den Fahrgast- vom Motorraum abtrennende Stirnwand eingefügt ist, wobei die drei Betätigungsflächen (25) zum Fahrer weisen.

30. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Körper ein geschlossenes, in seinem Volumen veränderbares Gehäuse (2) vorgesehen ist, wobei das Gehäuse (2) einen im wesentlichen mattenförmig ausge­ bildeten Druckaufnehmer (3; 3') aufweist, welcher durch eine den Druck erzeugende Kraft längs einer durch die Kraftrichtung bestimmten Achse verschieblich angeordnet ist, wobei die Verschiebung im wesentlichen geradlinig so­ wie im wesentlichen senkrecht zu der, das Gehäuse (2) auf­ nehmenden Stirnwand erfolgt, und der Druckaufnehmer (3; 3') ein druckabhängiges Signal zur Steuerung des Antriebs- oder Verzögerungsmittels (46) abgibt.

31. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse (2) im wesentlichen quader­ förmig ausgebildet ist.

32. Bedienungsvorrichtung nach den Ansprüchen 30 und 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) ein napfförmi­ ges Bodenteil (7) und einen im wesentlichen gleichartig ausgebildeten, das Bodenteil (7) übergreifenden Deckel (6) aufweist, wobei Bodenteil (7) und Deckel (6) durch eine Führung (9) miteinander verbunden sind.

33. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Führung (9) eine Gleitführung vorge­ sehen ist.

34. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) Mittel (8) vorgesehen sind, welche ein reversibles Verschieben des Druckaufneh­ mers (3) ermöglichen.

35. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Mittel Federelemente (8) vorgesehen sind.

36. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federelemente (8) eine nichtlineare Kennlinie aufweisen.

37. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federelemente (8) als gerade Schrau­ benfedern ausgebildet sind.

38. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckaufnehmer (3) als ohmscher, ka­ pazitiver, induktiver oder piezoelektrischer Widerstand ausgebildet ist.

39. Bedienungsvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Druckaufnehmer (3) ein hydraulisches Bauelement vorgesehen ist.