DE202010007324U1

DE202010007324U1 - Fahrpedal

Info

Publication number: DE202010007324U1
Application number: DE202010007324U
Authority: DE
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2020-05-29

Abstract

Fahrpedal für die Steuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine erste Achse (4) drehbar gelagerten Pedalhebel (2) und mit einer Bedienplatte (3), wobei Mittel zum Übermitteln haptischer Signale über das Fahrpedal an einen Fahrer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Bedienplatte (3) um eine zweite Achse (6) drehbar in dem Pedalhebel (2) gelagert ist und dass die Mittel zum Übermitteln haptische Signale eine hin- und her- gehende Schwenkbewegung zumindest des Teils der Bedienplatte (3) bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrpedal für die Steuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem um eine erste Achse drehbar gelagerten Pedalhebel und mit einer Bedienplatte, wobei Mittel zum Übermitteln haptischer Signale über das Fahrpedal an einen Fahrer angeordnet sind.
Solche Fahrpedale werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um von einem Fahrer durch Bedienen des Fahrpedals erzeugte Steuerbefehle an eine entsprechende Motorsteuerung zu übermitteln. Hierfür wird die Stellung des Fahrpedals z. B. von einem Sensor ermittelt und an die Motorsteuerung übertragen. Es werden sogenannte stehende oder hängende Fahrpedale eingesetzt.
Das Übermitteln haptischer Signale an einen Fahrer ist an sich bekannt. Hierdurch soll der Fahrer auf z. B. Gefahrsituationen und/oder Fahrzustände aufmerksam gemacht werden. Solche Situationen und Zustände sind z. B. in der DE 100 26 048 C2 beschrieben. Besonders sinnvoll erscheinen haptische Signale über das Fahrpedal für eine Anzeige eines Gangwechsels und oder für zu starkes zu starkes Beschleunigen.
Aus der DE 100 26 048 C2 ist eine Vorrichtung zur haptischen Signalgebung mittels eines Gaspedals bekannt, das mit einer Vibrationsvorrichtung verbunden ist. Diese und eine zugehörige Steuereinrichtung sind ausschließlich an dem Gaspedal befestigt und von diesem umgeben. Die Vibrationsvorrichtung wirkt auf ein Abdeckgummi des Gaspedals. Ein solches Abdeckgummi verteuert eine Herstellung des Gaspedals. Damit ein Fahrer die haptischen Signale sicher registrieren kann, müssen sie an einer Stelle des Gaspedals übertragen werden, das meisten von einem Bedienfuß berührt wird. Diese Stelle ist daher erhöhtem Verschleiß ausgesetzt und muss entsprechend dick ausgeführt sein. Daher sind relativ große Kräfte zur Erzeugung der haptischen Signale erforderlich.
Die WO 2007/093 332 A1 beschreibt ein elektrisches Fahrpedalsystem, bei dem zur Verbesserung der Dosierbarkeit ein Krafteinleitungspunkt bestimmt wird. Ein Steuersignal – z. B. für einen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs – wird nicht nur in Abhängigkeit von einer Stellung des Pedals sondern auch von dem Krafteinleitungspunkt erzeugt. Hierfür ist entweder eine auf das Pedal wirkende Rückstellkraft veränderbar. Oder die Ansteuerung des Motors wird über eine Logik beeinflusst. Das Fahrpedalsystem ist sehr aufwendig; ein aufmerksam Machen des Fahrers auf bestimmte Situationen ist nicht erwähnt.
Ausgehend von der DE 100 26 048 C2 ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Fahrpedal so zu verbessern, dass haptische Signale mit relativ geringem Aufwand zu erzeugen sind.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zumindest ein Teil der Bedienplatte ist um eine zweite Achse drehbar in dem Pedalhebel gelagert, und die Mittel zum Übermitteln haptische Signale bewirken eine hin- und her- gehende Schwenkbewegung zumindest des Teils der Bedienplatte. Durch die drehbare Lagerung zumindest des Teils der Bedienplatte um eine zweite Achse können die haptischen Signale mit geringem Kraftaufwand erzeugt werden. Ein zugeordneter Antrieb kann entsprechend klein dimensioniert sein, was einen geringen Energie- und Raumbedarf bewirkt. Wegen der unterschiedlichen Drehachsen des Fahrpedals insgesamt einerseits und der Bedienplatte andererseits beeinflusst die Erzeugung des haptischen Signals nicht die Stellung des Fahrpedals und somit an eine Motorsteuerung abgegebene Signale. Durch die hin- und her- gehende Schwenkbewegung lässt sich einfach eine Vibration als haptisches Signal erzeugen. Die zweite Achse ist bevorzugt parallel oder rechtwinklig zu der ersten Achse.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel zum Übermitteln haptische Signale einen elektromagnetischen Antrieb. Dieser ist robust und besonders gut für lineare Hin- und Herbewegungen geeignet.
Alternativ zu dem elektromagnetischen Antrieb ist ein Elektromotor angeordnet. Dieser ist mit z. B. einem auf einen Stößel wirkenden Exzenter gekoppelt und kann quer zu einer Hubbewegung des Stößels angeordnet sein. Hierdurch sind besonders raumsparende Konstruktionen möglich.
In einer bevorzugten Alternative ist ein einzelner Steg als Teil der Bedienplatte drehbar gelagert. Hierdurch muss besonders wenig Masse zur Erzeugung des haptischen Signals bewegt werden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Ansicht eines Fahrpedals
2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Fahrpedals der 1 und
3 einen Längsschnitt durch ein alternatives Fahrpedal.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich umfasst ein Fahrpedal ein Gehäuse 1, in dem ein Pedalhebel 2 drehbar gelagert ist, und einen nicht dargestellten Sensor zur Erfassung einer Drehbewegung des Pedalhebels 2 relativ zu dem Gehäuse 1.
Der Pedalhebel 2 weist in der Seitenansicht eine langgestreckte, leicht geschwungene Form auf. Sein Querschnitt ist im Wesentlichen rechteckig. Hierbei kann der Pedalhebel 2 zur Material- und Gewichtsersparnis zumindest teilweise als zur Seite offenes U ausgebildet sein, wobei innerhalb des U Verstärkungsrippen angeordnet sind. Ein erstes, von dem Gehäuse 1 weg weisendes Ende des Pedalhebels 2 ist als Bedienplatte 3 ausgebildet.
Ein zweites Ende des Pedalhebels 2 ist zur drehbaren Lagerung in dem Gehäuse 1 um eine erste Achse 4 ausgebildet, wobei in dem Gehäuse 1 entsprechende Lager angeordnet sind. In dem Gehäuse 1 sind – nicht dargestellt – weiterhin mindestens ein Sensor, Mittel zum Erzeugen einer Hysterese und Rückstellelemente zum Ausüben von Gegendruck und Zurückstellen des Pedalhebels 2 in eine vorbestimmte Ausgangsstellung.
An dem Pedalhebel 2 sind Mittel zum Übermitteln haptischer Signale angeordnet. Diese Mittel umfassen einen Steg 5, einen Antrieb 7, 8 und eine Steuervorrichtung, die mit einer Bordelektronik elektrisch verbunden ist.
Der Steg 5 ist in der Bedienplatte 3 beweglich als Teil von dieser gelagert. Hierfür ist ein Ende des Stegs 5 um eine zweite Achse 6 drehbar an der Bedienplatte 3 befestigt. Die zweite Achse 6 ist als Gelenk in der Bedienplatte 3 ausgebildet und parallel zu der ersten Achse 4. Der Steg 5 weist eine längliche, quaderförmige Form auf, wobei eine einer Bedienseite der Bedienplatte 3 zugeordnete Fläche entsprechend dieser so geformt ist, dass im Ruhezustand der Steg 3 bündig mit der Bedienseite ist. Der Steg 3 ist in einer entsprechenden durchgehenden Aussparung der Bedienplatte 3 angeordnet und an einem zu dem ersten Ende des Pedalhebels 2 weisenden Ende durch einen Streifen als Gelenk mit der Bedienplatte 3 verbunden. Der Pedalhebel 2, die Bedienplatte 3, der Steg 5 und der Streifen sind einstückig z. B. durch Spritzguss gefertigt.
An dem Pedalhebel 2 ist im Bereich der Bedienplatte 3 an einer der Bedienseite gegenüberliegenden Seite ein elektromagnetischer Antrieb 7 befestigt. Ein Stößel des Antriebs 7 ist an dem Steg 3 in einem Bereich gegenüber der zweiten Achse 6 so befestigt, dass er im Betrieb eine hin- und her- gehende Schwenkbewegung des Stegs 3 gemäß dem Doppelpfeil 9 bewirkt. In der 2 ist gestrichelt eine aus dem Ruhezustand ausgefahrene Position des Stegs dargestellt. Der Antrieb 7 ist mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden.
Alternativ zu der Anordnung des Stegs 5 ist es möglich, die Bedienplatte 3 insgesamt oder für eine Teillänge gelenkig an dem Hebelarm 2 zu lagern. Im Übrigen gilt dann das oben Gesagte entsprechend.
In der 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem stehenden Pedal dargestellt. Es unterscheidet sich im für die Erfindung Wesentlichen durch Folgendes:
Der Pedalhebel ist hier im Wesentlichen vollständig als Bedienplatte 3 ausgebildet. Diese ist auf bekannte Weise an einem in eingebauten Zustand unteren Teil des Gehäuses 1 um die erste Achse 4 drehbar befestigt. Die zweite Achse 6 ist vorteilhaft in einem benachbarten Bereich zu der ersten Achse 4 angeordnet; es sind aber auch andere Anordnungen möglich. Der Antrieb umfasst hier einen Elektromotor 8, der über einen Exzenter mit dem Stößel in Wirkverbindung steht.
Wenn das Fahrpedal für ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe bestimmt ist, ist an der Außenseite des Pedalhebels 2 an geeigneter Stelle ein Kick-Down-Schalter (nicht dargestellt) angeordnet.
Im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs sind die Mittel zum Übermitteln haptischer Signale ohne Wirkung, das bedeutet, der Antrieb 7, 8 ist ausgeschaltet. Sobald die Bordelektronik feststellt, dass ein Gangwechsel sinnvoll ist oder dass die Bedienplatte 3 von einem Fahrer zu stark betätigt wird, übermittelt die Bordelektronik ein entsprechendes Signal an die Steuervorrichtung. Diese schaltet den Antrieb 7, 8 für eine vorbestimmte Dauer ein, so dass der Steg 5 in Vibration versetzt wird. Dies spürt der Fahrer in seinem Fuß und kann reagieren. Reagiert er nicht, werden wiederholt Signale von der Bordelektronik übermittelt.
Das haptische Signal kann auch bei anderen Situationen ausgegeben werden.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Pedalhebel
3: Bedienplatte
4: erste Achse
5: Steg
6: zweite Achse
7: elektromagnetischer Antrieb
8: Elektromotor
9: Doppelpfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10026048 C2 [0003, 0004, 0006]
WO 2007/093332 A1 [0005]

Claims

Fahrpedal für die Steuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine erste Achse (4) drehbar gelagerten Pedalhebel (2) und mit einer Bedienplatte (3), wobei Mittel zum Übermitteln haptischer Signale über das Fahrpedal an einen Fahrer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Bedienplatte (3) um eine zweite Achse (6) drehbar in dem Pedalhebel (2) gelagert ist und dass die Mittel zum Übermitteln haptische Signale eine hin- und her- gehende Schwenkbewegung zumindest des Teils der Bedienplatte (3) bewirken.
Fahrpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Übermitteln haptische Signale einen elektromagnetischen Antrieb () umfassen.
Fahrpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Übermitteln haptische Signale einen Elektromotor () umfassen.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Steg (5) als Teil der Bedienplatte (3) drehbar gelagert ist.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Achse (6) in einem Endbereich des Pedalhebels (2) angeordnet ist.
Fahrpedal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Achse (6) zumindest annähernd parallel zu der ersten Achse (4) ist.