DE202005010516U1

DE202005010516U1 - Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

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Publication number: DE202005010516U1
Application number: DE200520010516
Authority: DE
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2015-07-02

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für schwere Kraftfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, Busse und dgl., die wenigstens aufweist,
– ein Pedalelement (14.1, ...,14.4),
– eine Entkopplungseinrichtung (50),
– wenigstens ein Fahrpedalsensorelement (23), wobei dessen stationäre Einheit in einem Pedaldrehpunkt (15.1, ... 15.4) fest und dessen rotierende Einheit über die Entkopplungseinrichtung (50) mit dem Pedalelement (14.1, ..., 14.4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
– dass die Entkopplungseinrichtung (50) wenigstens einen über ein Federelement (53) abgestützten Kulissenstein (51, 52) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine für schwere Kraftfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, Busse und dgl. – auch bezeichnet als Fahrpedalelement -, die wenigstens aufweist,

– ein Pedalelement,
– eine Entkopplungseinrichtung,
– wenigstens ein Fahrpedalsensorelement, wobei dessen stationäre Einheit in einem Pedaldrehpunkt fest und dessen rotierende Einheit über die Entkopplungseinrichtung mit dem Pedalelement verbunden ist.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 195 03 335 C2 bekannt, die ein Pedalelement mit wenigstens einem Rückholelement aufweist. Im Gaspedaldrehpunkt des Pedalelements ist ein Bewegungssensorelement angeordnet, wobei dessen stationäre Einheit im Gaspedaldrehpunkt fest und dessen rotierende Einheit mit einer bewegungsbegrenzenden Betätigungseinheit in dem Pedalelement verbunden ist. Die bewegungsbegrenzende Betätigungseinheit weist ein Hebelelement auf, das an der rotierenden Einheit angeordnet und mit seinem gegenüberliegenden Ende durch eine Federeinheit kraftschlüssig mit einem am Pedalelement angeordneten Mitnehmerzapfen verbunden ist und dessen Bewegung durch wenigstens ein Anschlagbegrenzungselement begrenzt ist.
Eine Pedalaufnahmevorrichtung ist aus der DE 100 31 157 C1 bekannt. Auf einer Montageplatte sind ein Fahrpedal, ein Bremspedal und ein Kupplungspedal schwenkbar gelagert. Das Kupplungspedal ist mit einem Einsatz als vormontierte Einheit zwischen hervorragenden Schenkeln befestigbar und wahlweise herausnehmbar.
Eine Bodenpedalvorrichtung für schwere Kraftfahrzeuge ist aus der DE 102 45 926 A1 bekannt. Mit einem Pedalelement ist eine Signalerzeugungseinrichtung bewegbar, die ein der Bewegung entsprechendes Pulsweiten-, analoges, gegenläufiges Signal erzeugt.
Der Bewegungswinkel des Pedalelements wird hierbei bedingt durch die eingeschränkte Bewegungsfähigkeit des Fußgelenks bewusst so klein wie möglich gehalten.
Aus der EP 938 421 B1 ( DE 697 16 458 T2 ) ist eine Vorrichtung zur Festsetzung eines Gaspedals bekannt. Zum Einsatz kommt ein Elektromagnet, der von einem Rechner angesteuert wird. Er hält das Pedal in einer festen Stellung. Erst nach Überwindung eines schwergängigen Punktes ist der Magnet deaktivierbar.
Die DE 42 43 373 A1 beschreibt eine Pedalvorrichtung für Kraftfahrzeuge. Ein Gestänge sorgt dafür, dass sich eine Pedalplatte nahezu senkrecht von oben nach unten bewegt. Allerdings ist der obere und der untere Anschlagpunkt nicht feststellbar.
Aus der DE 197 01 184 A1 ist ein Pedal bekannt, das im Innenraum eines Fahrerhauses an einer Konsole aufgehängt ist. Die Konsole ist an einer Wand des Fahrerinnenraums befestigt. In der Konsole ist eine Welle angeordnet. Sie ist verdrehungssicher mit einem ersten und einem zweiten Hebel verbunden. Der zweite Hebel kann durch das Pedal betätigt werden. Hierdurch ist das Pedal zwischen einem oberen und unteren Bewegungspunkt bewegbar.
Es stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine für schwere Kraftfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, Busse und dgl., – Fahrpedalelement -, der eingangs genannt Art so weiter zu entwickeln, dass wenigstens eine Entkopplung eines Sensorelement von einer Pedalbewegung wirksamer möglich ist. Darüber hinaus soll insbesondere die Pedalbewegung des Fahrpedalelements erfasst werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Entkopplungseinrichtung wenigstens einen über ein Federelement abgestützten Kulissenstein aufweist.
Der Kulissenstein sichert eine dem rauen Betrieb standhaltende Ausbildung der Entkopplungseinrichtung.
Zur Vervollkommnung kann in dem Pedaldrehpunkt wenigstens ein Bewegungssensorelement angeordnet werden, das mit dem Pedalelement direkt verbunden sein. Bei der Betätigung des Pedalelements zu wenigstens einem Betätigungspunkt hin kann das Bewegungssensorelement seine Sensorspannung und das Fahrpedalsensorelement seine Sensorspannung solange abgeben, bis die Bewegung des Fahrpedalsensorelements durch wenigstens ein Anschlagelement begrenzt werden, während das Federelement eine Pedalbewegung bis zum Betätigungspunkt erlaubt.
Die Aufgabe wird außerdem durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, die Anschlagpunkte genau ein gemessen werden können. Gemessen wird darüber hinaus der Weg zwischen den Anschlagpunkten, so dass jeder Zeit jede Pedalstellung festgestellt und vorteilhaft für Mess- und Überwachungszwecke verwendet werden kann. Besondere Punkte, wie der Leerlauf- und der Volllastpunkt, können dazwischen oder aber auch in beiden Anschlagpunkten liegen. Darüber hinaus ist es möglich, die komplizierte Eichung des Pedals während der Fertigung vor zu nehmen.
Die Entkopplungseinheit kann zwei Kulissensteine aufweisen, die jeweils durch ein Federelement abgestützt sind. Damit ist eine Auslenkung des beweglichen Teils in die entsprechenden Richtungen möglich.
Die Entkopplungseinheit kann in das oder am Pedalelement angeordnet werden.
Durch die beiden federgestützten Kulissensteine kann bei der Betätigung des Pedalelements vom oberen zum unteren Betätigungspunkt hin das Fahrpedalsensorelement seine Sensorspannung solange abgeben, bis die Bewegung des Fahrpedalsensorelements durch die zwei sich gegenüberliegenden Anschlagelemente begrenzt wird, während die Federelemente eine Pedalbewegung vom oberen bis zum unteren Betätigungspunkt erlauben und das obere Bewegungssensorelement seine Sensorspannung während der Pedalbewegung abgeben kann.
Mit dem Fahrpedalelement kann ein oberes und ein unteres Bewegungssensorelement verbunden werden, mit denen ein oberer und ein unterer Betätigungspunkt und ein denen entsprechender Anschlagwinkel einstellbar ist. Hierdurch ist eine genaue Einstellung beider Punkte möglich.
Auf einer Montageplatte können als Pedalelemente ein Fahrpedalelement und neben dem Fahrpedalelement ein Bremspedalelement und außerdem neben dem Bremspedalelement ein Kupplungspedalelement angeordnet werden.
Das Bremspedalelement und das Kupplungspedalelement können ebenfalls mit einem Bewegungssensorelement versehen sein. Damit kann auch die Pedalbewegung dieser Pedalelemente erfasst werden.
Die Pedalelemente können eine Pedalplatte aufweisen, mit denen sie auf der Montageplatte montiert werden können. Hierdurch ist es möglich, dass die Pedale an einer Stelle hergestellt und an anderer Stelle auf der Montageplatte montiert werden können und so der modulare Charakter der Lösung manifestiert wird.
Den Pedalelementen gegenüberliegend kann ein Bremsflüssigkeitsbehälter und ein Bremskraftverstärker angeordnet sein.
Es kann ein Pedalfestsetzungselement vorgesehen werden, mit dem das Fahrpedalelement festgesetzt werden kann. Das festgesetzte Pedal kann während langer Fahrten als Ablage für einen Fuß dienen.
Es können auch sämtliche Pedalelemente, also das Fahrpedalelement, das Bremspedalelement und das Kupplungspedalelement jeweils mit einem oder einem oberen und einem unteren Bewegungssensorelement versehen werden, so dass eine sehr komfortable Variante vorliegt.
Für welche Variante man sich entscheidet, hängt auch hier von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab.
Die Montageplatte kann im Kraftfahrzeug auf dessen Bodenplatte montiert werden. Auf oder an der Montageplatte kann wenigstens eines der Bewegungssensorelemente angeordnet werden.
Auf der Montageplatte kann ein Fußablageelement angeordnet werden, dass der Ablage eines Fußes dienen kann.
Die Montageplatte kann aus Kunststoff und/oder Metall und dgl. geformt werden.
Das Fahr-, Brems-, Kupplungspedalelement als ein stehendes, hängendes oder dgl. Pedalelement ausgebildet sein.
Das obere und/oder das untere Bewegungssensorelement kann zugleich Fahrpedalsensorelement sein. Das obere und/oder das untere Bewegungssensorelement können darüber hinaus Teil der Bordspannungsüberwachung des Kraftfahrzeuges sein.
Das obere und das untere Bewegungssensorelement können als Potentiometer-, Hall-, Induktions- oder dgl. der Sensor ausgebildet sein.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine perspektivische Ansicht einer modularen Pedalaufnahmevorrichtung,
2 eine modulare Pedalaufnahmevorrichtung gemäss 1 in einer Draufsicht,
3a) eine Seitenansicht einer modularen Pedalaufnahmevorrichtung mit einem Gaspedalelement im eingebauten Zustand,
3b) einen Ausschnitt X aus einem Gaspedalelement gemäss 3a),
3c) eine Entkopplungseinheit im eingebauten Zustand in ein Gaspedalelement gemäss 3a),
4 eine Seitenansicht einer modularen Pedalaufnahmevorrichtung mit einem Brems- bzw. Kupplungselement im eingebauten Zustand,
5 eine Rückansicht einer modularen Pedalaufnahmevorrichtung gemäss 1 und 2,
6 ein Sensorelement für Pedale einer Pedalaufnahmevorrichtung gemäss 1 bis 4 in einer Seitenansicht,
7 Sensorausgangsspannungen eines Sensorelements gemäss 6 in Abhängigkeit vom Auslenkwinkel,
8a) eine Bewegungskennlinie eines Pedalelements mit Sensorausgangsspannungsverläufen eines Fahrpedals- und eines Bewegungssensorelements,
8b) eine Bewegungskennlinie eines Pedalelements mit Sensorausgangsspannungsverläufen eines Fahrpedals-/Bewegungssensorelements,
9 eine Bewegungskennlinie eines Pedalelements mit Sensorausgangsspannungsverläufen eines Fahrpedals- und zwei Bewegungssensorelementen,
10 Sensorausgangsspannungen eines Bewegungssensorelements in Abhängigkeit vom Auslenkwinkel mit unterschiedlichen Steigungen,
11 Sensorausgangsspannungen eines Bewegungssensorelements in Abhängigkeit vom Auslenkwinkel mit gegenläufigen Steigungen.
In den 1 und 2 ist eine modulare Pedalvorrichtung gezeigt. Auf einer Montageplatte 1 aus Kunststoff und/oder Metall ist ein Fahrpedalelement 11, links daneben ein Bremspedalelement 21 und wieder links von diesem ein Kupplungspedalelement 25 angeordnet.
Das Fahrpedalelement 11 weist eine Fahrpedalplatte 2 auf und bewegt sich in Pedaldrehpunkten 15.1, ..., 15.4 (vgl. auch 3a). Die Fahrpedalplatte 2 wird mit Hilfe von Befestigungsmitteln 2.1 an der Montageplatte 1 gehalten.
Das Bremspedalelement 21 weist eine Bremspedalplatte 3 auf und wird an einem Bremspedalwellenelement 22 verdreht. Das Kupplungspedalelement 25 weist eine Kupplungspedalplatte 5 auf und wird an einem Kupplungspedalelement 26 bewegt. Die Bremspedalplatte 3 und die Kupplungspedalplatte 5 werden mit Befestigungsmitteln 4.1, 5.1 ebenfalls an der Montageplatte gehalten.
Auf der Montageplatte ist links unten ein Fußablageelement 31 angeordnet und an den Rändern Befestigungsausnehmungen 33.1, ..., 33n, eingeformt.
Dem Fahrpedalelement 11 sind außer dem Fahrpedalsensorelement 23 ein oberes oder ein oberes und ein unteres Bewegungssensorelement 12, 13 zugeordnet.
Wenigstens eines der beiden Bewegungssensorelemente kann aus Redundanzgründen als Fahrpedalsensorelement genutzt werden.
Ebenso sind an den beiden anderen Pedalelementen 21, 25 solche Bewegungssensorelemente 41, 42 angeordnet. Dem Fahrpedalelement 11 ist ein Pedalfestsetzungselement 16 zugeordnet.
Die Bewegungssensorelemente und/oder das Fahrpedalsensorelement können auf potentiometrischer, Hall-Basis oder als ein Induktionssensorelement ausgebildet sein. Bei einem Induktionssensorelement wird bevorzugt ein induktiver Sensor verwendet, wie er beispielsweise in der WO 03 038 379 A1 beschrieben wird. Hier ist das induktive Koppelelement ein Resonanzkreis mit Kondensator und Induktivität. Ein Spulenschaltkreis weist zwei räumlich in Quadratur angeordnete Erregerspulen sowie eine darum als Schleife angeordnete Empfängerspule auf. Die Erregerspulen werden entsprechend bestromt. Durch eine Bewegung des Resonanzkreises über dem Spulenschaltkreis wird ein lineares Ausgangssignal ausgegeben, das der jeweiligen Position entspricht.
Im konkreten Fall kommt aber ein pinjustierter Drehwinkelsensor zum Einsatz, wie er z. B. in der DE 102 22 634 A1 beschrieben und von außen gesehen in 6 dargestellt wird, der nach dem Hallprinzip arbeitet. Hierbei bewegt sich ein Ringmagnet gegenüber Flussleitstücken. In Abstandstandsausnehmungen der Flussleitstücke sind ein oder zwei Hallelemente mit einem elektronischen Schaltkreis als ASICs angeordnet.
In 6 sind ein Gehäuse 12.1, 13, 1, 23.1 und ein Sensorhebelelement 12.2, 13.2, 23.2 zu sehen. Bewegt sich das Hebelelement 12.2, 13.2, 23.2 bewegt sich der Ringmagnet und jeder ASIC gibt eine Sensorspannung U₁, U₂ ab, die in 7 aus darstellerischen Gründen neben einander gezeichnet sind.
Über ein Ausgangspin kann die Steigung der Sensorspannung verstellt werden. Hierdurch können beide Sensorspannungen U₁, U₂ mit unterschiedlichen Steigungen ausgegeben werden, wie in 10 gezeigt.
Wird das zweite ASIC gegenüber dem ersten um 180° versetzt angeordnet, verlaufen beide Spannungen U₁, U₂ gegeneinander, wie in 11 gezeigt.
Sind beide ASICs an die gleiche Versorgungsspannung angeschlossen, verlaufen sowohl in 10 als auch in 11 bei Absenkung der Versorgungsspannung unterhalb der Sensorspannungen neue Ausgangsspannungen, die entsprechend verarbeitet der Spannungsüberwachung dienen.
In 3a) ist das Fahrpedalelement 11 gezeigt. Es ist ein hängendes Pedalelement, wie es vor allem bei schweren Fahrzeugen, z. B. Lastkraftwagen zum Einsatz kommt. Es besteht aus einem Parallelogramm-Gestänge, das gelenkig auf der Fahrpedalplatte 2 angeordnet ist, die mit der Montageplatte 1 verbunden ist und die wiederum an einem Bodenplattenelement 6 eines Fahrzeugs mit Hilfe von Befestigungsmitteln, die durch die Befestigungsausnehmungen 31.1, 31.n gezogen werden, befestigt.
Am Gestänge ist ein Pedalfestsetzungselement 16 angeordnet. Das Pedalfestsetzungselement muss nicht unbedingt an der gezeichneten Stelle mit dem Pedalgestänge verbunden sein. Vielmehr sind auch andere Stellen möglich.
Das Parallelogramm-Gestänge des Fahrpedalselements 11 weist Pedalstangenelemente 14.1, ..., 14,n auf, die sich in den Pedaldrehpunkten 15.1, ... 15.4 bewegen können. Hierzu sind in den Drehpunkten Gelenke angeordnet.
Im Ruhezustand liegen, wie in 3a) gezeigt, die Stangenelemente 14.1 und 14.3 im wesentlich im rechten Winkel zur Montageplatte 1 und parallel zueinander. Die Stangenelemente 14.2, 14.4 verlaufen parallel zur Montage- bzw. Fahrpedalplatte 1, 2. Es wird deutlich, dass die Platte 2 das Stangenelement 14.2 ersetzen kann.
Im Pedaldrehpunkt 15.1 sind sowohl das obere Bewegungssensorelement 12 als auch das Fahrpedalsensorelement 23 angeordnet. Im Pedaldrehpunkt 15.2 hingegen ist das untere Bewegungssensorelement 12 je nach Bedarf angeordnet.
Wie insbesondere 3b) zeigt, ist im Drehpunkt 15.1 das Sensorhebelelement 12.2 des Bewegungssensorelement 12 direkt am Pedalstangenelement 14.1 befestigt, während das Sensorhebelelement 23.2 Fahrpedalsensorelements 23 über eine Entkopplungseinrichtung 50 im Pedalstangenelement 14.1 geführt wird. Die Gehäuse 12.1, 23.1 beider Sensoren 12, 23 sind an der Platte 2 angeordnet.
Die Entkopplungseinrichtung 50 ist vergrößert in 3c) gezeigt. In einer Stangenausnehmung 55 sind sich gegenüberliegend zwei Kulissensteine 51 angeordnet. Die Stangenausnehmung 55 ist in das Stangenelement 14.1 eingebracht. Sie kann auch von einem Rahmen umschlossen werden, der dann am Einsatzelement befestigt werden kann. Beide Kulissensteine 51, 52 werden von Federelementen 53, 54 gespannt gehalten. Zwischen den Kulissensteinen 51, 52 liegt der Sensorarm 23.2 oder ein Sensorarm 1223.2 des oberen und des Fahrpedalsensorelements, die in einem gemeinsamen Sensorgehäuse untergebracht sind. Die Bewegungsmöglichkeit des Sensorarms 23.2 bzw. 1223.1 wird durch ein oberes und ein unteres Anschlagelement 56, 57 begrenzt.
Bei einer Pedalbewegung PB bewegt sich das Pedalgestänge und damit auch die Fahrpedalplatte 11.1 von einem oberen zu einem unteren Bewegungspunkt Bo, Bu. Beide Punkte lassen sich mit dem oberen Bewegungssensorelement 12 feststellen.
Die andere Lösung ist es, ein oberes und ein unteres Bewegungssensorelement 12, 13 vorzusehen, die mit dem Gestänge des Pedals 11 verbunden und auf der Platte 2 angeordnet sind.
Zur Steuerung der Brennkraftmaschine wird zur Feststellung der Pedalbewegung das Fahrpedalsensorelement 23 vorgesehen, das im gleichen Drehpunkt, wie bereits beschrieben, eines der beiden Bewegungssensorelemente angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass eines der Bewegungssensorelemente die Funktion des Fahrpedalsensorele ments 23 mit übernimmt und PWM-analoge, gegenläufige und sonstige Ausgangssignale erzeugt.
Wie 4 zeigt, sind auch das Brems- und das Kupplungspedalelement 21.1, 25 mit einem Bewegungssensorelement 41, 42 versehen, dessen Gehäuse an der Platte 3, 4 und dessen Sensorarm dem mit dem Pedalelement 21, 25 verbunden ist.
Bei einer Pedalbewegung PB bewegt sich das Pedalelement 21, 25 und damit auch die Pedalplatte 21.1, 25.1 von einem oberen zu einem unteren Bewegungspunkt Bo, Bu. Beide Punkte lassen sich mit dem Bewegungssensorelement 41, 42 feststellen.
Die Montageplatte 1 weist, wie 5 zeigt, an ihrer Plattenrückseite 18 einen Bremsflüssigkeitsbehälter 19 und einen Bremskraftverstärker 20 auf.
Der Aufbau, der Einbau und die Funktion modulare Pedalaufnahmevorrichtung wird anhand der in der Beschreibung beschriebenen 1 bis 7 und 10, 11 unter zur Hilfenahme der 8a) bis 9 näher erläutert.
In einem Fertigungsprozess wird die Montageplatte 1 nacheinander mit
einem Fahrpedalelement 11,
einem Bremspedalelement 21,
einem Kupplungspedalelement 25,
und einem Fußablageelement 31
bestückt, indem auf dessen Vorderseite 17 die Fahrpedalplatte 2 mit den Befestigungselementen 2.1, die Bremspedalplatte 3 mit den Befestigungselementen 3.1, die Kupplungspedalplatte 4 mit den Befestigungselementen 4.1 und der Ablagekörper 5 mit den Befestigungselementen 5.1 angeschraubt wird.
Dem Fahrpedalelement 11 werden in dem Pedaldrehpunkt 14.1 eines oder beide Bewegungssensorelemente 12, 13 und das Fahrpedalsensorelement 23 zugeordnet. Es ist auch möglich, die Sensorelemente in mehrere oder jeden anderen Drehpunkt 14.1, .. 14.4 zu integrieren.
Ebenso werden die beiden anderen Pedale 21, 25 mit den Bewegungssensorelementen 41, 42 bestückt.
Dem Fahrpedalelement 11 wird weiterhin das Pedalfestsetzungselement 16 zugeordnet.
Der Kolben wird hierbei mit dem Fahrpedalelement 11 verbunden und der Zylinder auf der Montageplatte 1 angeordnet.
Auf der Rückseite werden der Bremsflüssigkeitsbehälter 19 und der Bremsverstärker 20 eingehängt und entsprechend verschaltet. Danach wird die so bestückte Montageplatte 1 so kontrolliert, wie es nachstehend bei der einer Bedienung im Fahrzeug erfolgt.
Am Montageort wird die Montageplatte 1 mit Halteelementen an den Befestigungsausnehmungen 33.1, ... 31.n mit dem Bodenplattenelement 6 (vgl. 3a) bis 4) verbunden.
Im Fahrzeug werden die Pedale der voll bestückten Montageplatte 1 wie folgt bedient.
Die Pedalplatte 11.1 kann, wie 3a) zeigt, vom oberen zum unteren Betätigungspunkt Bo, Bu bewegt werden. Die leicht teilkreisförmig verlaufende Pedalbewegung PB wird in 8a) als im wesentlichen linear verlaufend dargestellt.
Die Pedalbewegung PB beginnt im Leerlaufbewegungspunkt BL mit der im wesentlichen waagerechten Stellung des Pedalstangenelements 14.1 und damit der waagerechten Stellung der Sensorhebelelemente 12.2 und 23.2 (vgl. 3b) und 3c). Dem entspricht in beiden Sensoren ein Leerlaufwinkel αL, so dass das Fahrpedalsensorelement 23 eine Leerlaufspannung UL und das Bewegungssensorelement 12 eine obere Vorpunktspannung Uo' abgeben.
Wird die Pedalplatte 11.1 weiter in Richtung unterer Bewegungspunkt Bu bewegt, wird das Sensorhebelelement 23.2 durch die Kulissensteine 51, 52 mit genommen, bis es im Vollgasbewegungspunkt Bv an das Anschlagelement 57 anschlägt. Dem entspricht ein Vollgaswinkel des Fahrpedalsensorelements 23, das eine Vollgasspannung Uv abgibt. Mit den Spannungen Ul und Uv kann damit ein Motor eines Fahrzeuges zwischen Leerlauf und Vollgas in bekannter Weise betrieben werden.
Wird der Vollgasbewegungspunkt Bv in Richtung Bu überschritten, wird zwar das Sensorhebelelement 23.2 festgehalten, durch Feder 53 ist aber eine Weiterbewegung des Pedalstangenelements 14.1 und des an ihm befestigten Sensorhebelelement 23.2 möglich, was zur Folge hat, dass die Sensorspannung U12 bis zur Unterspannung Uu ansteigt, während die Sensorspannung U23 bei Vollgasspannung Uv stehen bleibt.
Wird umgekehrt der Leerlaufbewegungspunkt BL in Richtung oberer Bewegungspunkt Bo unterschritten, wird das Sensorhebelelement 23.2 bis zum Anschlag 56 festgehalten, durch Feder 54 ist aber eine Weiterbewegung des Pedalstangenelements 14.1 und des an ihm befestigten Sensorhebelelement 23.2 möglich, was zur Folge hat, dass die Sensorspannung U12 bis zur Oberspannung Uo abfällt, während die Sensorspannung U23 bei Leerlaufspannung Ul stehen bleibt.
Verfügen das obere Bewegungssensorelement 12 und das Fahrpedalsensorelement 23 über ein gemeinsames Sensorhebelelement 1223.2, kann sich dieses nur zwischen den Anschläge 56 und 57 bewegen, so dass die Pedalspannung U23 sich nicht nur wie bereits beschrieben zwischen Leerlaufspannung UL und Vollgasspannung Uv bewegt, sondern nun die Ober- und die Unterspannung Uo, Uu auf dem Niveau Uo', Uu' vorher enden, während sich das Pedalelement 11 bedingt durch die Entkopplungseinheit 50 voll zwischen Bo und Bu bewegen kann.
Sind im Pedaldrehpunkt 15.1 das Fahrpedalsensorelement 23 und das obere Bewegungssensorelement 12 und im Pedaldrehpunkt 15.5 das untere Bewegungssensorelement 13 eingebaut, ergeben sich die 9 dargestellten Bewegungs- und Spannungsverläufe.
Wird die Pedalplatte 11.1 vom oberen zum unteren Betätigungspunkt Bo, Bu bewegt, gibt das untere Bewegungssensorelement 13 zwischen Bu und Bv eine linear verlaufende Sensorausgangsspannung U13 ab. Bedingt durch die Entkopplungseinrichtung 50 wird zwischen Bu und Bo der bereits beschriebene Verlauf der Sensorspannung abgegeben.
Wird im weiteren Verlauf der Pedalbewegung PB das obere Bewegungssensorelement 12 ausgelenkt, wird die zwischen BL und Bo die linear abfallende obere Sensorspannung Uo abgeben, der bei BL der Leerlaufwinkel αL und im oberen Betätigungspunkt Bo der obere Anschlagwinkel αo zugeordnet wird.
Mit der Bewegung PB geben beide Bewegungssensorelemente 12, 13 Sensorspannungen U12, U13 ab, der zwischen Uo und Uu verlaufen. Hierdurch ist es möglich nicht nur zwischen Bo und BL durch den Sensor 12 und zwischen Bv und Bu die Pedalbewegung PB ganz gezielt, sondern durch beide Sensoren 12 und 13 den gesamten Bereich sicher zu überwachen.
Um beide Winkel αo, au dem jeweiligen Betätigungspunkt Bo, Bu einfacher zuordnen zu können, ist es möglich, die jeweilige Sensorspannung U12, U13 soweit zu neigen, dass diese die Pedalkennlinie jeweils in den Punkten Bo, Bu schneidet.
An dieser Stelle soll erwähnt werden, dass auch nur ein Bewegungssensorelement in der Lage ist, um den oberen und den unteren Bewegungspunkt Bo, Bu als Anschlagwinkel αo, au auf sich einschreiben zu lassen. Aus Sicherheitsgründen ist eine programmtechnische Umschaltung bei Ausfall eines Sensors auf den anderen vorgesehen. In diesem Fall wird die erwähnte Neigung der jeweiligen Sensorspannung aufgehoben, so dass PB und Sensorspannung parallel zu einander verlaufen.
Das Bremspedal- und/oder Kupplungspedalelement 21, 25 gemäss 4 sind ebenfalls mit den Bewegungssensorelementen 41, 42 versehen. Bei der Auslenkung des Fahrpedalelements 21, 25 durch Betätigung Fahrpedalplatte 21.1, 25.1, wird eine Pedalbewegung PB zwischen Bo und Bu wie beim Fahrpedalelement 11 vollzogen, wie sie bereits anhand der 8a) beschrieben worden ist. Hierbei geben beide Sensoren 41, 42 eine ansteigende Sensorspannung U41, U42 zwischen Uo und Uu ab.
Die Spannungswerte Uo und Uu sämtlicher Bewegungssensorelementen können zur Überwachung der Pedalbewegung PB aller eingebauten Pedale in einen Bordrechner eingegeben werden. Sie dienen der Eineichung in der Fertigung und ständigen Kontrolle während des Fahrbetriebes. Abweichungen werden signalisiert und erlauben Korrektur- und frühzeitig Reparaturmaßnahmen.
Werden immer die gleichen Pedalelemente 11, 21, 25 und die gleichen Sensorelemente eingebaut, liegen immer die gleichen Verhältnisse vor, so dass man sich während des Montageprozesses nur noch auf Stichkontrollen beschränken kann. Auch die Reparaturen an den Pedalen und Sensoren werden ganz wesentlich erleichtert.
Das durch das Pedalfestsetzungselement 16 festsetzbare Fahrpedalelement 11 und das Fußablageelement 31 erleichtern dem Kraftfahrer auf sehr langen Strecken das Führen schwerer Kraftfahrzeuge.
Das beschriebene Kontroll- und Steuerungsmanagement liefert einen Komfort für schwere Fahrzeuge, wie Lastkraftwagen, Busse und dgl., der so groß ist wie in Personenkraftwagen.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für schwere Kraftfahrzeuge, wie Lastkraftwagen, Busse und dgl., die wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (14.1, ...,14.4), – eine Entkopplungseinrichtung (50), – wenigstens ein Fahrpedalsensorelement (23), wobei dessen stationäre Einheit in einem Pedaldrehpunkt (15.1, ... 15.4) fest und dessen rotierende Einheit über die Entkopplungseinrichtung (50) mit dem Pedalelement (14.1, ..., 14.4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Entkopplungseinrichtung (50) wenigstens einen über ein Federelement (53) abgestützten Kulissenstein (51, 52) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass in dem Pedaldrehpunkt (15.1, ... 15.4) wenigstens ein Bewegungssensorelement (12, 13) angeordnet ist, das mit dem Pedalelement (14.1, ..., 14.4) direkt verbunden ist, – dass bei der Betätigung des Pedalelements (11) zu wenigstens einem Betätigungspunkt (Bu, Bo) hin das Bewegungssensorelement (12) seine Sensorspannung (U12) und das Fahrpedalsensorelement (23) seine Sensorspannung (U23) solange abgibt, bis die Bewegung des Fahrpedalsensorelements (23) durch wenigstens ein Anschlagelement (56, 57) begrenzt ist, während das Federelement eine Pedalbewegung bis zum Betätigungspunkt (Bu, Bo) erlaubt.
Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine für schwere Kraftfahrzeuge, wie Lastlrafwagen, Busse und dgl., das wenigstens aufweist, – ein Pedalelement (14.1, ..., 14.4), – eine Entkopplungseinrichtung (50), – wenigstens ein Fahrpedalsensorelement (23), wobei dessen stationäre Ein heit in einem Pedaldrehpunkt (15.1, ... 15.4) fest und dessen rotierende Einheit über die Entkopplungseinrichtung (50) mit dem Pedalelement (14.1, ..., 14.4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Entkopplungseinrichtung (50) wenigstens einen über ein Federelement (53) abgestützten Kulissenstein (51, 52) aufweist, – dass in dem Pedaldrehpunkt (15.1, ... 15.4) wenigstens ein Bewegungssensorelement (12, 13) angeordnet ist, das mit dem Pedalelement (14.1, ..., 14.4) direkt verbunden ist, – dass bei der Betätigung des Pedalelements (11) zu wenigstens einem Betätigungspunkt (Bu, Bo) hin das Bewegungssensorelement (12) seine Sensorspannung (U12) und das Fahrpedalsensorelement (23) seine Sensorspannung (U23) solange abgibt, bis die Bewegung des Fahrpedalsensorelements (23) durch wenigstens ein Anschlagelement (56, 57) begrenzt ist, während das Federelement eine Pedalbewegung bis zum unteren Betätigungspunkt (Bu, Bo) erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruche 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungseinrichtung (50) zwei sich gegenüberliegende Kulissensteine (51, 52) aufweist, die jeweils durch ein Federelement (53, 54) abgestützt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die beiden federgestützten Kulissensteine (51, 52) bei der Betätigung des Pedalelements (11) vom oberen zum unteren Betätigungspunkt (Bo, Bu) hin das Fahrpedalsensorelement (23) seine Sensorspannung (U23) solange abgibt, bis die Bewegung des Fahrpedalsensorelements (23) durch die zwei sich gegenüberliegenden Anschlagelemente (56, 57) begrenzt ist, während die Federelemente eine Pedalbewegung (PB) vom oberen bis zum unteren Betätigungspunkt (Bo, Bu) erlauben und das obere Bewegungssensorelement (12) seine Sensorspannung (U12) während der Pedalbewegung (PB) abgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Fahrpedalelement (11) ein oberes und ein unteres Bewegungssensorelement (12, 13) verbunden ist, mit denen der obere und/oder der untere Betätigungspunkt (Bo, Bu) feststellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die beiden federgestützten Kulissensteine (51, 52) bei der Betätigung des Pedalelements (11) vom oberen zum unteren Betätigungspunkt (Bo, Bu) hin das Fahrpedalsensorelement (23) seine Sensorspannung (U23) solange abgibt, bis die Bewegung des Fahrpedalsensorelements (23) durch zwei sich gegenüberliegende Anschlagelemente (56, 57) begrenzt ist, während die durch die Federelemente (53, 54) abgestützten Kulissensteine (51, 52) eine Pedalbewegung (PB) vom oberen bis zum unteren Betätigungspunkt (Bo, Bu) erlauben und das obere und das Bewegungssensorelement (12, 13) ihre Sensorspannung (U12, U13) während der Pedalbewegung (PB) abgeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Montageplatte (1) als Pedalelemente das Fahrpedalelement (11), neben dem Fahrpedalelement (11) ein Bremspedalelement (21) und neben dem Bremspedalelement (21) ein Kupplungspedalelement (25) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremspedalelement (21) und das Kupplungspedalelement (25) jeweils mit einem Bewegungssensorelement (41, 42) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Montageplatte (1), den Pedalelementen (11, 21, 25) gegenüberliegend, ein Bremsflüssigkeitsbehälter (19) und ein Bremskraftverstärker (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pedalfestsetzungselement (16) vorgesehen ist, mit dem das Fahrpedalelement (11) festzusetzen ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrpedalelement (11) eine Fahrpedalplatte (2), das Bremspedalelement (21) eine Bremspedalplatte (3), Kupplungspedalelement (25) eine Kupplungspedalplatte (4) aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageplatte (1) im Kraftfahrzeug auf dessen Bodenplatte (5) zu montieren ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Montageplatte (1) wenigstens eines der Bewegungssensorelemente (12, 13, 41, 42) angeordnet ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Montageplatte (1) ein Fußablageelement (31) angeordnet ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens die Pedalelemente (11, 21, 25) haltende Montageplatte (1) aus Kunststoff und/oder Metall und dgl. geformt ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Formen der Montageplatte (1) wenigstens ein Gehäuse der Bewegungssensorelemente (12, 13) mit eingeformt ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahr-, Brems-, Kupplungspedalelement (11, 21, 25) ein stehendes, hängendes oder dgl. Pedalelement ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere und/oder das untere Bewegungssensorelement (12, 13) zugleich Fahrpedalsensorelement (23) ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere und/oder das untere Bewegungssensorelement (12, 13) Teil der Bordspannungsüberwachung des Kraftfahrzeuges ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere und das untere Bewegungssensorelement (12, 13) als Potentiometer-, Hall-, Indulctions- oder dgl. Sensor ausgebildet ist.