EP0848313A2 - Fahrpedal - Google Patents

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EP0848313A2
EP0848313A2 EP97120604A EP97120604A EP0848313A2 EP 0848313 A2 EP0848313 A2 EP 0848313A2 EP 97120604 A EP97120604 A EP 97120604A EP 97120604 A EP97120604 A EP 97120604A EP 0848313 A2 EP0848313 A2 EP 0848313A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
leaf spring
accelerator pedal
pedal
holding part
rear leaf
Prior art date
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EP97120604A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0848313A3 (de
Inventor
Reinhard Zenker
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Siemens AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/38—Controlling members actuated by foot comprising means to continuously detect pedal position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce

Definitions

  • the invention relates to an accelerator pedal with one held by a holding part Pedal arm, which can be deflected by a foot force via a pedal plate and can be swung back into a basic position by two return springs, with a setpoint generator for generating an electrical signal depending from the position of the pedal arm and with a hysteresis link to Generation of a hysteresis when the pedal arm is reversed.
  • Such accelerators are used, for example, in a motor vehicle and are known with it.
  • the pedal arm is rigid and in attached to a hinge arranged on the holding part.
  • the two return springs are arranged to the pedal arm even in the event of a break to swing one of the return springs back into the basic position.
  • the Hysteresis link usually has a friction block that is against a friction surface is biased. When the accelerator pedal is pressed, the friction block slides over the friction surface and thus prevents a reversal of movement of the Pedal arm of the accelerator pedal immediately transferred to the setpoint device will.
  • a hysteresis link is very complex and prone to failure.
  • such an accelerator pedal consists of a great many Components that are complex to manufacture and assemble.
  • the invention is based on the problem of designing an accelerator pedal of the type mentioned at the outset in such a way that it is as simple to manufacture and assemble.
  • This problem is solved in accordance with the invention in that the pedal arm and the return springs are formed by two leaf springs lying one above the other and clamped in the holding part.
  • the accelerator pedal according to the invention does not need Bearing to hold the pedal arm, which is why there is no bearing wear can arise. Furthermore, there is none in the accelerator pedal according to the invention Hysteresis link to be installed separately. The hysteresis required is by sliding the leaf springs outside of the holding part generated and can for example by a surface treatment the leaf springs are changed.
  • the accelerator pedal according to the invention exists thus from a particularly few, easily manufactured components, which also are easy to assemble and can be either hanging or standing in the Motor vehicle to be attached.
  • the Pedal arm of the accelerator pedal according to the invention even in the event of a break the leaf springs reliably pivoted back into their basic position.
  • a Another advantage of the accelerator pedal according to the invention known accelerator pedal is that if one of the leaf springs breaks returned to its basic position with reduced damping. This is advantageous because the damping on the forces of both Return springs must be designed and if a return spring breaks there could be a danger that the strength of the remaining Return spring is not sufficient to put the accelerator pedal in the basic position bring.
  • the pedal plate is preferably on the leaf springs to be attached in such a way that they are necessary for the hysteresis of the accelerator pedal
  • the leaf springs do not interfere with each other.
  • the front leaf spring is through the bolt and the pedal plate performed so that the leaf springs unimpeded when pressed on the pedal plate slide over each other.
  • the attachment of the pedal plate is designed according to an advantageous Development of the invention structurally particularly simple if the pedal plate is attached to a bolt connected to the front leaf spring and if the bolt is in the area of one of the rear leaf springs Longitudinal extending hole penetrates and with a radial reaches behind the extended head area.
  • the leaf springs can make unwanted movements near the pedal plate that must not be transferred to the setpoint generator.
  • the Setpoint generator generates the electrical signals according to an advantageous Development of the invention only from damped movements of the accelerator pedal, when close to detecting the degree of bending of the leaf springs the holding part of the rear leaf spring is formed.
  • the detection of the position of the accelerator pedal can, as in the known Accelerator pedal using a potentiometer.
  • the setpoint generator designed However, it is particularly inexpensive if it is on the rear leaf spring arranged strain gauge is.
  • a used as setpoint generator Strain gauges also have the advantage of being particularly insensitive to contamination to be.
  • a measurement error of the strain gauge for example due to a temperature-related Change in length of the leaf springs could occur simply compensate if there is a strain gauge on each side of the rear leaf spring is arranged. As a result, when the accelerator pedal is pressed the strain gauge on the front of this leaf spring is stretched and on the back of the leaf spring compressed. The ratio of electrical The signals of the strain gauges to one another are therefore temperature-independent Measure of the degree of bending of the leaf springs.
  • the nose for the kick-down stop is designed according to an advantageous Development of the invention structurally particularly simple if it from one angled out of the rear leaf spring Spring tongue is formed.
  • the bending of the leaf springs can be according to an advantageous development simply limit the invention when an end stop on the pedal plate is arranged.
  • FIG. 1 shows an accelerator pedal according to the invention with a pedal arm 1 and a holding part 2.
  • the pedal arm 1 has a front leaf spring 3 and one rear leaf spring 4.
  • the leaf springs 3, 4 are at one end on the holding part 2 attached.
  • At the second end of the leaf springs 3, 4 is a pedal plate 5 arranged.
  • a third leaf spring 6 is fastened to the holding part 2, which runs towards the rear leaf spring 4 at an acute angle.
  • the leaf springs 3, 4 of the pedal arm 1 are loose outside the holding part 2 on top of each other.
  • On the leaf spring 4 is as a setpoint generator for an electrical signal depending on the degree of bending of the pedal arm 1 near the holding part 2 on each side Strain gauges 7, 8 attached.
  • the strain gauges 7, 8 generate electrical signals in Dependence on the degree of bending of the leaf springs 4.
  • a temperature-dependent Change in length of the strain gauges 7, 8 is easy to determine since it would affect both strain gauges 7, 8 equally.
  • An end stop 9 is arranged on the pedal plate 5, which has an overextension the leaf springs 3, 4 and the strain gauges 7, 8 prevented if that Accelerator pedal is mounted, for example, in a motor vehicle.
  • the pedal plate 5 is connected to the rear leaf spring 4 Bolt 10 attached.
  • This bolt 10 penetrates the front leaf spring 3, which has an elongated hole 11 in this area.
  • they are Leaf springs 3, 4 shown cut open in this area. Through this Design is the sliding of the leaf springs 3, 4 when pressed of the accelerator pedal is not hindered.
  • One end of the third leaf spring 6 lies in the basic position against the rear one Leaf spring 4 on.
  • the end slides the third leaf spring 6 via the rear leaf spring 4 and finally arrives against a protruding nose 12.
  • This nose 12 serves as Kick-down stop. If the third leaf spring 6 against the nose 12 arrives, a more or less large resistance is necessary to the pedal plate 5 further down.
  • FIG. 2 shows a view of the rear leaf spring 4 in the area of the Nose 12 from Figure 1. It can be clearly seen here that the nose 12 as part a spring tongue 13 machined out of the rear leaf spring 4 is.

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Abstract

Ein Fahrpedal hat einen aus zwei Blattfedern (3, 4) gebildeten Pedalarm (1). Diese Blattfedern (3, 4) werden durch einen Druck auf eine an deren freien Enden angeordnete Pedalplatte (5) gebogen. Der Grad der Biegung wird von auf der Blattfeder (4) befestigten Dehnmeßstreifen (7, 8) ermittelt und in elektrische Signale umgewandelt. Bei einem Biegen gleiten die Blattfedern (3, 4) übereinander und erzeugen damit eine Hysterese des Fahrpedals. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrpedal mit einem von einem Halteteil gehaltenen Pedalarm, welcher über eine Pedalplatte von einer Fußkraft auslenkbar und von zwei Rückstellfedern in eine Grundstellung zurückschwenkbar ist, mit einem Sollwertgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Stellung des Pedalarms und mit einem Hystereseglied zur Erzeugung einer Hysterese bei der Bewegungsumkehr des Pedalarms.
Solche Fahrpedale werden beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt und sind damit bekannt. Dabei ist der Pedalarm starr ausgebildet und in einem an dem Halteteil angeordneten Gelenk befestigt. Die beiden Rückstellfedern werden angeordnet, um den Pedalarm selbst bei einem Bruch einer der Rückstellfedern in die Grundstellung zurückzuschwenken. Das Hystereseglied hat in der Regel einen Reibklotz, der gegen eine Reibfläche vorgespannt ist. Bei einem Betätigen des Fahrpedals gleitet der Reibklotz über die Reibfläche und verhindert damit, daß eine Bewegungsumkehr des Pedalarms des Fahrpedals unverzogert auf den Sollwertgeber übertragen werden. Ein solches Hystereseglied gestaltet sich jedoch sehr aufwendig und störanfällig. Weiterhin besteht ein solches Fahrpedal aus sehr vielen Bauteilen, die aufwendig zu fertigen und zu montieren sind.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Fahrpedal der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es möglichst einfach herzustellen und zu montieren ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pedalarm und die Rückstellfedern von zwei aufeinanderliegenden, im Halteteil eingespannten Blattfedern gebildet sind.
Durch diese Gestaltung werden die Blattfedern beim Betätigen des Fahrpedals gebogen. Deshalb benötigt das erfindungsgemäße Fahrpedal kein Lager zur Aufnahme des Pedalarms, weshalb auch kein Lagerverschleiß entstehen kann. Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrpedal kein separat zu montierendes Hystereseglied notwendig. Die erforderliche Hysterese wird durch ein Übereinandergleiten der Blattfedern außerhalb des Halteteils erzeugt und kann beispielsweise durch eine Oberflächenbehandlung der Blattfedern verändert werden. Das erfindungsgemäße Fahrpedal besteht damit aus besonders wenigen, einfach herstellbaren Bauteilen, die zudem leicht zu montieren sind, und kann wahlweise hängend oder stehend im Kraftfahrzeug befestigt werden. Wie bei dem bekannten Fahrpedal wird der Pedalarm des erfindungsgemäßen Fahrpedals selbst bei einem Bruch einer der Blattfedern zuverlässig in seine Grundstellung zurückgeschwenkt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrpedals gegenüber dem bekannten Fahrpedal besteht darin, daß es bei einem Bruch einer der Blattfedern mit verminderter Dämpfung wieder in seine Grundstellung zurückgelangt. Dies ist deshalb von Vorteil, weil die Dämpfung auf die Kräfte beider Rückstellfedern ausgelegt sein muß und bei einem Bruch einer Rückstellfeder die Gefahr bestehen könnte, daß die Kraft der verbleibenden Rückstellfeder nicht ausreicht, um das Fahrpedal in die Grundstellung zu bringen.
Bei einem Fahrpedal ist vorzugsweise die Pedalplatte an den Blattfedern derart zu befestigen, daß sie das für die Hysterese des Fahrpedals notwendige Übereinandergleiten der Blattfedern nicht behindert. Dies wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach dadurch erreicht, daß die Pedalplatte auf einem die vordere Blattfeder im Bereich eines sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Langlochs durchdringenden Bolzen befestigt und daß der Bolzen mit der hinteren Blattfeder verbunden ist. Hierdurch wird die vordere Blattfeder durch den Bolzen und die Pedalplatte geführt, so daß die Blattfedern bei einem Druck auf die Pedalplatte ungehindert übereinandergleiten.
Die Befestigung der Pedalplatte gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn die Pedalplatte auf einem mit der vorderen Blattfeder verbundenen Bolzen befestigt ist und wenn der Bolzen die hintere Blattfeder im Bereich eines sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Langlochs durchdringt und mit einem radial erweiterten Kopfbereich hintergreift.
Die Blattfedern können nahe der Pedalplatte nicht gewünschte Bewegungen ausführen, die nicht auf den Sollwertgeber übertragen werden dürfen. Der Sollwertgeber erzeugt die elektrischen Signale gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nur aus gedämpften Bewegungen des Fahrpedals, wenn er zur Erfassung des Grades der Biegung der Blattfedern nahe dem Halteteil der hinteren Blattfeder ausgebildet ist.
Dadurch arbeitet der Sollwertgeber selbst bei einem Bruch der vorderen Blattfeder zuverlässig.
Die Erfassung der Stellung des Fahrpedals kann wie bei dem bekannten Fahrpedal mittels eines Potentiometers erfolgen. Der Sollwertgeber gestaltet sich jedoch besonders kostengünstig, wenn er ein auf der hinteren Blattfeder angeordneter Dehnmeßstreifen ist. Ein als Sollwertgeber eingesetzter Dehnmeßstreifen hat zudem den Vorteil, besonders unanfällig gegen Verschmutzung zu sein.
Ein Meßfehler des Dehnmeßstreifens, der beispielsweise durch eine temperaturbedingte Längenänderung der Blattfedern entstehen könnte, läßt sich einfach ausgleichen, wenn auf jeder Seite der hinteren Blattfeder ein Dehnmeßstreifen angeordnet ist. Hierdurch wird beim Betätigen des Fahrpedals der Dehnmeßstreifen der Vorderseite dieser Blattfeder gestreckt und der auf der Rückseite der Blattfeder gestaucht. Das Verhältnis der elektrischen Signale der Dehnmeßstreifen zueinander ist damit ein temperaturunabhängiges Maß für den Grad der Biegung der Blattfedern.
Bei einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe ist es vorteilhaft, wenn der Fahrer bei fast durchgetretenem Fahrpedal einen erhöhten Widerstand spürt. Dieser Widerstand signalisiert den sogenannten Kick-Down-Anschlag. Wird das Fahrpedal über diesen Kick-Down-Anschlag hinausbewegt, schaltet das Automatikgetriebe in der Regel einen Gang zurück. Ein solcher Kick-Down-Anschlag läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Fahrpedal einfach dadurch erzeugen, daß die hintere Blattfeder eine nach hinten vorspringende Nase hat und an dem Halteteil eine dritte Blattfeder angeordnet ist, welche im spitzen Winkel auf die hintere Blattfeder zuläuft und bei fast durchgetretenem Fahrpedal gegen die Nase gelangt. Der Widerstand des Kick-Down-Anschlags läßt sich durch die Formgebung der Nase je nach Wunsch einfach einstellen.
Die Nase für den Kick-Down-Anschlag gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn sie von einer aus der hinteren Blattfeder herausgearbeiteten und abgewinkelten Federzunge gebildet ist.
Die Biegung der Blattfedern läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach begrenzen, wenn an der Pedalplatte ein Endanschlag angeordnet ist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrpedals in einer Grundstellung,
Fig.2
eine Darstellung eines Kick-Down-Anschlags des Fahrpedals von Position II aus Fig. 1.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrpedal mit einem Pedalarm 1 und einem Halteteil 2. Der Pedalarm 1 hat eine vordere Blattfeder 3 und eine hintere Blattfeder 4. Die Blattfedern 3, 4 sind mit einem Ende an dem Halteteil 2 befestigt. An dem zweiten Ende der Blattfedern 3, 4 ist eine Pedalplatte 5 angeordnet. Weiterhin ist an dem Halteteil 2 eine dritte Blattfeder 6 befestigt, die im spitzen Winkel auf die hintere Blattfeder 4 zuläuft.
Die Blattfedern 3, 4 des Pedalarms 1 liegen außerhalb des Halteteils 2 lose übereinander. Bei einem Niederdrücken der Pedalplatte 5 biegen sich die Blattfedern 3, 4 und gleiten übereinander. Auf der Blattfeder 4 ist als Sollwertgeber für ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von dem Grad der Biegung des Pedalarms 1 nahe des Halteteils 2 auf jeder Seite jeweils ein Dehnmeßstreifen 7, 8 befestigt. Bei einem Betätigen des Fahrpedals wird der hintere Dehnmeßstreifen 8 gestaucht und der vordere Dehnmeßstreifen 7 gestreckt. Dabei erzeugen die Dehnmeßstreifen 7, 8 elektrische Signale in Abhängigkeit von dem Grad der Biegung der Blattfedern 4. Eine temperaturabhängige Längenänderung der Dehnmeßstreifen 7, 8 ist einfach zu ermitteln, da sie beide Dehnmeßstreifen 7, 8 gleichermaßen betreffen würde. Auf der Pedalplatte 5 ist ein Endanschlag 9 angeordnet, der eine Überdehnung der Blattfedern 3, 4 und der Dehnmeßstreifen 7, 8 verhindert, wenn das Fahrpedal beispielsweise in einem Kraftfahrzeug montiert ist.
Die Pedalplatte 5 ist auf einem mit der hinteren Blattfeder 4 verbundenen Bolzen 10 befestigt. Dieser Bolzen 10 durchdringt die vordere Blattfeder 3, welche in diesem Bereich ein Langloch 11 hat. Zur Verdeutlichung sind die Blattfedern 3, 4 in diesem Bereich aufgeschnitten dargestellt. Durch diese Gestaltung wird das Übereinandergleiten der Blattfedern 3, 4 beim Betätigen des Fahrpedals nicht behindert.
Ein Ende der dritten Blattfeder 6 liegt in der Grundstellung gegen die hintere Blattfeder 4 an. Bei einem Niederdrücken der Pedalplatte 5 gleitet das Ende der dritten Blattfeder 6 über die hintere Blattfeder 4 und gelangt schließlich gegen eine nach hinten abstehende Nase 12. Diese Nase 12 dient als Kick-Down-Anschlag. Wenn die dritte Blattfeder 6 gegen die Nase 12 gelangt, ist ein mehr oder weniger großer Widerstand notwendig, um die Pedalplatte 5 weiter niederzudrücken.
Die Figur 2 zeigt eine Ansicht auf die hintere Blattfeder 4 im Bereich der Nase 12 aus Figur 1. Hier ist deutlich zu erkennen, daß die Nase 12 als Teil einer aus der hinteren Blattfeder 4 herausgearbeiteten Federzunge 13 gefertigt ist.

Claims (9)

  1. Fahrpedal mit einem von einem Halteteil gehaltenen Pedalarm, welcher über eine Pedalplatte von einer Fußkraft auslenkbar und von zwei Rückstellfedern in eine Grundstellung zurückschwenkbar ist, mit einem Sollwertgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Stellung des Pedalarms und mit einem Hystereseglied zur Erzeugung einer Hysterese bei der Bewegungsumkehr des Pedalarms, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalarm (1) und die Rückstellfedern von zwei aufeinanderliegenden, im Halteteil (2) eingespannten Blattfedern (3, 4) gebildet sind.
  2. Fahrpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalplatte (5) auf einem die vordere Blattfeder (3) im Bereich eines sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Langlochs (11) durchdringenden Bolzen (10) befestigt und daß der Bolzen (10) mit der hinteren Blattfeder (4) verbunden ist.
  3. Fahrpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalplatte (5) auf einem mit der vorderen Blattfeder (3) verbundenen Bolzen befestigt ist und daß der Bolzen die hintere Blattfeder (4) im Bereich eines sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Langlochs durchdringt und mit einem radial erweiterten Kopfbereich hintergreift.
  4. Fahrpedal nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (Dehnmeßstreifen 7, 8) zur Erfassung des Grades der Biegung der Blattfeder (4) nahe dem Halteteil (2) der hinteren Blattfeder (4) ausgebildet ist.
  5. Fahrpedal nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber ein auf der hinteren Blattfeder (4) angeordneter Dehnmeßstreifen (7, 8) ist.
  6. Fahrpedal nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der hinteren Blattfeder (4) ein Dehnmeßstreifen (7, 8) angeordnet ist.
  7. Fahrpedal nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Blattfeder (4) eine nach hinten vorspringende Nase (12) hat und an dem Halteteil (2) eine dritte Blattfeder (6) angeordnet ist, welche im spitzen Winkel auf die hintere Blattfeder (4) zuläuft und bei fast durchgetretenem Fahrpedal gegen die Nase (12) gelangt.
  8. Fahrpedal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (12) von einer aus der hinteren Blattfeder (4) herausgearbeiteten und abgewinkelten Federzunge (13) gebildet ist.
  9. Fahrpedal nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Pedalplatte (5) ein Endanschlag (9) angeordnet ist.
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