DE8225779U1 - Pedal - Google Patents

Description

Elektrotechnische Fabrik

7464 Schömberg - 2

Vertreter:

Kohler-Schvindling-Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 41
7000 Stuttgart 1

Pedal

Die Erfindung geht aus von einem Pedal, inabesondere Fahrpedal in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sensor zum Erfassen der Fahrpedalbetätigung.

Es ist bekannt, bei Fahrpedalen im Kraftfahrzeug» beispielsweise dem Gas- oder Bremspedal, Sensoren vorzusehen, die eine Betätigung des Fahrpedals erfassen. Beim Gaspedal wird

dabei vorzugsweise der Leerlaufzustand, d.h. der Zustand des gelösten Fahrpedals erkannt, während ein entsprechender Bremspedalsensor beispielsweise zum Ansteuern der Bremsleuchten dient.

Bekannte Sensoren sind üblicherweise als Schalter ausgebildet, die beim Betätigen des jeweiligen Fahrpedals eich entweder öffnen oder schließen. Daneben ist es auch bekannt, die Auslenkung eines Fahrpedales kontinuierlich über das Verschieben eines Potentiometers oder dergleichen zu erfassen.

Nachteile dieser bekannten Sensoren ist jedoch, daß zu ihrer Betätigung bei mechanischen Sensoren eine relativ hohe Betätigungskraft erforderlich ist und bei Sensoren, die die Auslenkung des Fahrpedals erfassen, eine Minimalauslenkung zum Erzeugen eines hinreichend detelitierbaren Signales erforderlich ist.

Außerdem eignen sich die bekannten Sensoren nicht für alle üblichen Einbauarten von Fahrpedalen die bekanntlich sowohl in stehender, wie in hängender Anordnung im Fußraum von Kraftfahrzeugen angeordnet werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Pedal zu schaffen, dessen Betätigung unabhängig von der Einbaulage des Pedals erfaßt werden kann, wobei bereits geringste Bätätigungskrdfte, etwa das sogenannte ''Antippen*' eines Pedals bereits sicher erkannt werden sollen.

Dier»e Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sensor als druckempfindliche Sensormatte (ja der der Pedalbetätigung ausgesetzten Oberfläche des Pedals aufgebracht ist.

Dabei ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß durch die flächenhafte Anbringung des Sensors die Einbaulage des Fahrpedals vollkommen gleichgültig ist und bei den heute ₍ erhältlichen druckempfindlichen Flächensensoren auch eine bereits äußerst geringe Fahrpedalbetätigung sicher detektiert werden kann. Hierdurch eignet sich das erfindungsgemäße Pedal insbesondere fur solche Anwendungen, bei denen bereits das Berühren des Pedals, ohne daß bereits eine Auslenkung vorliegt, erkannt werden muß.

Eine besonders wichtige Anwendung ist dabei das Erfassen der Betätigung eines Gaspedals im Kraftfahrzeug. Dabei ist es bekannt, den Zustand des gelbsten (Jaspedales mit einem der Motordrehzahl entsprechenden Signal logisch zu verknüpfen und bei gelöstem Fahrpedal und genügend hoher Motordrehzahl die Treibstoffzufuhr zum Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges (.' zu unterbinden. Derartige Anordnungen werden üblicherweise als Schubabschneidung bezeichnet. Hierzu wird beispielsweise bei gelöstem Gaspedal und genügend hoher Motordrehzahl die Leerlaufdüse in der Kraftstoffzuführung geschlossen. Der Motor saugt dann den von der Leerlaufdüse zum Motor führenden Abschnitt des Saugrohres leer. Wird nun das Fahrpedal wieder betätigt und die Leerlaufdüse geöffnet, kann der Motor nicht sofort wieder einsetzen, da erst der leergesaugte Abschnitt des Saugrohres mit Betriebsgemisch aufgefüllt werden muß.

Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Pedals wird jedoch bereits der Zustand erkannt, daß der Fahrer den Fuß auf das Gaspedal setzt, ohne dieses bereits auzulenken d.h., der Zustand, in dem der Fahrer signalisiert, daß (treibstoff wieder zugeführt werden soll. Damit kann durch Öffnen der Leerlaufdüse der leergesaugte Abschnitt des Saugrohres wieder mit Betriebsgemisch gefüllt werden und bei dann erfolgender Auslenkung des Gaspedals setzt der Motor sofort mit voller Wirkung ein. Damit ergibt sich gegenüber den bisher bekannten Anordnungen, bei denen eine Gaspedalauslenkung erforderlich ist, ein ganz erheblicher Vorteil.

Weiter VorzUge der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung als Sensormatte eine elektrostriktive Folie vorzugsweise eine Noppenfolie verwendet, die auf einer elektrisch leitenden Platte aufliegt, wobei Folie und Platte mit elektrischen Anschlüssen versehen sind. Derartige elektrostriktiven Noppenfolien ändern ihren elektrischen Widerstand bereits bei geringen Flächenpressungen, so daß die Widerstandsänderung zwischen Folie und Metallplatte auch bei kleinen Auflagegewichten auf dem Pedal sicher erkannt werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird weiter die Sensormatte mit einem Überzug versehen, der einmal die Betriebsdauer erhöht und zum anderen die Montage der Sensormatte erleichtert, weil die Matte von der einen oder der

anderen Seite montiert werden kann. Der Überzug ist dabei bevorzugt im Randbereich mit geringerer Dichte ausgebildet und verläuft um die eingeschlossene Noppenfolie und die Metallplatte herum, so daß sich eine allseits geschlossene und damit gegen Störungen vollkommen geschützte Anordnung ergibt. Dies ist bei Fahrpedalen in Kraftfahrzeugen von besonderem Vorteil, weil durch die Betätigung mit verschmutzten Schuhen bekanntlich an den Fahrpedalen eine erhebliche Verschmutzung auftreten kann, die sich bei den bekannten Schaltern oder Potentiometern besonders nachteilig auswirkt.

Schließlich wird eine besonders gute Wirkung dadurch erzielt, daß die Anschlüsse der Sensormatte als Wendel ausgebildet sind, so daß sich die ständige Betätigung des Pedals nicht nachteilig auf die Betriebssicherheit auswirkt.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Pedals in stehender Anordnung;

Pig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pedals in hängender Anordnung;

Fig. 5 einen Querschnitt lurch eine bei den Ausfühmngaformen gemäß Figuren 1 und 2 verwendete Sensormatte .

In Pig. 1 ist 10 ein Fahrpedal, das beispielsweise ein
Gaspedal in einem Kraftfahrzeug sein kann. Das Fahrpedal 10 ist stehend angeordnet. Hierzu läuft ein Pedalkörper 11 in ein Gelenk 12 aus, über das das Fahrpedal 10 um eine Achse 13 in eine Drehbewegung versetzt werden kann, die mit 14
angedeutet ist. Zum Erfassen der Betätigung des Fahrpedales 10 ist auf der der Betätigung ausgesetzten Oberfläche des Fahrpedales 10 eine druckempfindliche Sensormatte 15 angeordnet.

Eine entsprechende Ausführung in hängender Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Fahrpedal 20 weist dabei einen
Pedalkörper 21 auf, der über ein an der Oberseite des Fußraumes des Kraftfahrzeuges angeordnetes Gelenk 22 um eine Achse 23 drehbar ist, so daß sich beim Betätigen des Fahrpedals 20 eine Drehbewegung 24 ergibt. Hierzu ist der Pedalkörper 21 über einen Arm 25 mit dem Gelenk 22 verbunden.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf der der Fahrpedalbetätigung ausgesetzten Oberfläche des Pedalkörpers 21 eine druckempfindlche Sensormatte 26 angeordnet.

Die Fahrpedale 10, 20 gemäß Figuren 1 und 2 stehen über in den Figuren nicht dargestellte Gestänge mit dem jeweils
zugehörigen Betätigungsorgan, etwa der Drosselklappe eines Vergasers oder einer Bremsanlage des Kraftfahrzeuges in
Verbindung. Es versteht sich jedoch, daß die dargestellten Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaft gemeint sind. Es ist selbstverständlich auch möglich Fahrpedale in anderen Anordnungen entsprechend auszugestalten.

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Pig. 3 zeigt die in den Figuren 1 und 2 mit 15 bzw. 26 "bezeichnete Sensormatte im Querschnitt.

Dabei ist an der Außenseite der Matte 15» 25 ein Überzug 30 vorzugsweise aus halbelastischem Kunststoff vorgesehen. Der Überzug 30 geht an den Randbereichen der Matte 15, 26 in einen elastischen Bereich 31 mit vorzugsweise verminderter Dicke über, wobei dieser elastische Bereich 31 eine vollständige Abdichtung der Matte 15, 26 bewirkt. Der überzug 30 schließt einmal eine elektrostriktive Noppenfolie 32 mit Noppen 33 ein, sowie eine Metallplatte 34, auf der die Noppen 33 aufliegen. Noppenfolie 32 und Metallplatte 34 sind mit elektrischen Anschlüssen 35, 36 versehen, deren Zuleitungen in Gestalt einer Wendel 37 zu einem Verbindungselement 38 führen.

Wir bereits erwähnt, besteht die Noppenfolie 32 aus elektrostriktivem Material. Bei derartigen Materialien ändert sich der elektrische Widerstand dann, wenn das Material mit Druck beaufschlagt wird. Bei einer typischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pedals beträgt der elektrische Widerstand der dabei verwendeten Sensormatte ca. 100 kSE. Wird nun auf die Noppenfolie 32 beim Betätigen oder Berühren es Fahrpedals ein Druck ausgeübt, wie er in Fig. 3 mit 39 angedeutet ist, ändert aich der elektrische Widerstand der Folie 32 schlagartig, bei einem typischen AusfUhrungsbeispiel und einem Druck von 1,5 kp von dem oben erwähnten Widerstandswert von 100 kSBauf 0,1 ... 0,5 kSB . Diese Druckänderung um mehrere Zehnerpotenzen kann jedoch mit an sich bekannten Schaltungen leicht erkannt und ausgewertet werden.

Die Befestigung der Matten 15, 26 auf dem Pedalkörper 11, 21 kann entweder durch Kleben erfolgen, es ist jedoch auch
möglich, die Matten 15, 26 mit elastischen Kunststoffbändern 16, 17 zu befestigen, wie dies zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 angedeutet ist. Die Bänder 16, 17 befinden sich dabei bevorzugt in einem Bereich, der bei üblicher Betätigung des
Pahrpedales 10, 20 nicht mit Durck beaufschlagt wird.

Claims (8)

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1. Pedal, insbesondere Fahrpedal (10, 20) in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sensor zum Erfassen der FahrpedalTae tat igung, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sensor als druckempfindliche Sensormatte (15, 26) an
der der Pedalbetätigung ausgesetzten Oberfläche des
Pedals (10, 20) aufgebracht ist.

2. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormatte (15_f 26) eine elektrostriktive Folie
enthält, die auf einer elektrisch leitenden Platte
aufliegt, wobei Folie und Platte mit elektrischen
Anschlüssen (35, 36) versehen sind.

3. Pedal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Noppenfolie (32) mit an der der als Metallplatte (34) zugewandten Oberfläche angeordneten Noppen (33) ist.

4. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorraatte (15, 26) einen
Überzug (30) aufweist.

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5. Pedal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (30) beidseitig der Sensormatte (15, 26) angeordnet ist, wobei im Randbereich der Sensormatte (15, 26) der Überzug (30) einen elastischen Bereich (31) geringerer Dicke aufweist.

6. Pedal nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse als Wendel (37) augebildet sind.

7. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormatte (15, 26) auf einem Pedalkörper (11, 21) des Pedals (10, 20) aufgeklebt i3t.

8. Pedal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormatte (15, 26) auf einen Pedalkörper (11, 21) des Fahrpedals (10, 20) mit Bändern (16, 17), vorzugsweise in einem Üblicherweise nicht mit Druck beaufschlagten Bereich der Sensormatte (15, 26) befestigt ist.

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