DE19503335C2 - Fahrpedaleinrichtung - Google Patents
FahrpedaleinrichtungInfo
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- DE19503335C2 DE19503335C2 DE19503335A DE19503335A DE19503335C2 DE 19503335 C2 DE19503335 C2 DE 19503335C2 DE 19503335 A DE19503335 A DE 19503335A DE 19503335 A DE19503335 A DE 19503335A DE 19503335 C2 DE19503335 C2 DE 19503335C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrpedaleinrichtung, die
- - ein Pedalelement, das mit wenigstens einem einem Rückholelement, das mit dem Pedalelement verbunden ist, und
- - ein Bewegungssensorelement,
- - das im Gaspedaldrehpunkt des Pedalelements angeord net ist und
- - das mit seiner stationären Einheit im Gaspedaldreh punkt fest und mit seiner beweglichen Einheit durch eine bewegungsbegrenzende Betätigungseinheit mit dem Pedalelement verbunden ist,
umfaßt.
Eine Fahrpedaleinrichtung der eingangs genannten Art ist
aus der EP 0 141 947 A2 bekannt, bei der ein Gaspedal
hebel drehbar mit einem Anschlußteil verbunden ist. Im
Drehpunkt des Gaspedalhebels ist ein Drehpotentiometer
angeordnet. Eine mit dem Gaspedalhebel verbundene Feder
sichert dessen Rückholung nach einer Betätigung in die
Ausgangsstellung. Zwei aufeinandertreffende Stopperele
mente begrenzen die Vollgas-Stellung.
Nachteilig ist, daß diese Art der Begrenzung der Endstel
lung des Gaspedalhebels das empfindliche Potentiometer
nur unvollkommen vor Beschädigungen und damit einer unge
nauen Übertragung der Fahrpedalstellung schützt. Denn
der verlängerte Arm des Gaspedalhebels kann bei einem
aggressiven Betätigen solche Kräfte übertragen, die die
begrenzende Wirkung der Stopperelemente aufhebt.
Bekannt ist aus der DE 41 09 658 A1 ein Stellungsgeber
für ein Gaspedal, der ein elektrisches Signal erzeugt,
dessen Größe von der Drehstellung einer mit dem Stell
element gekoppelten Geberwelle bestimmt ist. Eine
Schraubenfeder sichert die ständige Rückholung des
Gaspedals.
Nachteilig ist, daß die Vollgas-Stellung des Gaspedals
nicht begrenzt ist. Unsachgemäße Betätigungen des Gaspe
dals können sich so direkt auf den Stellungsgeber aus
wirken, so daß dessen Funktionsfähigkeit beeinträchtigt
wird.
Bekannt ist es weiterhin, eine Drosselklappe einer
Drosselklappenanordnung durch ein Gaspedal mit Hilfe
eines Bowdenzuges zu verstellen. Das Gaspedal ist dabei
ein- oder mehrteilig ausgebildet und in einer Boden
gruppe eines Fahrerraumes eines Kraftfahrzeuges angeord
net. Durch ein Heruntertreten des Gaspedals wird die
Drosselklappe geöffnet. Ein oder zwei Rückholfedern
haben die Aufgabe, das Gaspedal und damit auch die
Drosselklappe bis zu einer Leerlaufstellung zurückzu
ziehen. Auf diese Art und Weise wird ein Zusammenhang
zwischen Pedal- und Drosselklappenstellung auf der einen
Seite sowie einer Motordrehzahl- und Geschwindigkeits
änderung des Fahrzeugs auf der anderen Seite herge
stellt.
Nachteilig ist, daß durch die Zwischenschaltung eines
Bowdenzuges es zu einer ungleichmäßigen Betätigung der
Drosselklappe kommen kann. Wird eine elektrische Ver
stellung der Drosselklappe vorgenommen, kommt hinzu, daß
die Stellung des Gaspedals ungenau übertragen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Fahrpedalein
richtung der eingangs genannten Art so weiter zu ent
wickeln, daß das Bewegungssensorelement bei Betätigung
des Pedalelements die Fahrpedalstellungen sicher und
genau überträgt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des
Anspruches 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß die bewegliche Einheit des Bewegungs
sensorelements vom Pedalelement beim überschreiten der
Bewegungsgrenzen der beweglichen Einheit "entkoppelt"
wird. Wird das Gaspedal voll durchgetreten, wird diese
Bewegung nicht auf die bewegbare Einheit übertragen.
Damit bleibt die Funktionsfähigkeit und die Genauigkeit
des Bewegungssensorelements auch bei rauhem Betrieb
erhalten.
Die Federeinheit kann durch zwei beabstandete Federele
mente ausgebildet sein, die mit dem Betätigungshebel
element verbunden sind. Überschreitet das Pedalelement
den Bewegungsendpunkt der beweglichen Einheit des
Bewegungssensorelements, wird das Betätigungshebel
element an der Anschlagbegrenzungseinheit festgehalten,
während eine der beiden Federelemente die weitere Bewe
gung des Pedalelements kompensieren. Die Federeinheit
kann außerdem mit Hilfe eines Federelements realisiert
werden. Dabei ist das Federelement einseitig mit dem
Betätigungshebelelement verbunden und wenigstens teil
weise mit Hilfe einer U-förmigen Klammerungseinrichtung
gehalten.
Vorteilhaft ist es, wenn das Bewegungssensorelement ein
Drehwinkelsensor und/oder ein Drehpotentiometerelement
ist. In jedem Fall wird die Drehbewegung des Pedal
elements im Drehpunkt genauestens wiedergegeben, in ein
entsprechendes Signal umgeformt und entsprechend über
tragen. Bei der Verwendung eines Drehwinkelsensors und
eines Drehpotentiometerelements ist es möglich, die Ge
nauigkeit der Pedalauslenkung sicher festzustellen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines
Bewegungssensors, der die Drehbewegung direkt umformt,
einen Linearsensor zu verwenden. Hierzu ist eine ent
sprechende Anpassung des Pedalelements notwendig.
Um die stationäre und die bewegbare Einheit des Dreh
winkelsensors bzw. des Drehpotentiometerelements vor
äußeren Einflüssen zu schützen, sind diese wenigstens
teilweise von einem Gehäuseelement umgeben.
Vorteilhaft ist es,
- - daß die stationäre Einheit des Drehwinkelsensors aus einem Basiselement besteht, an dem ein Stegelement und in dem ein Plattenelement angeordnet ist, an dem mit Verspannungsstiftelementen Statorteilelemente unter Belassung einer Abstandsausnehmung, in die ein Hallelement hineinragt, angeordnet sind,
- - daß die bewegbare Einheit des Drehwinkelsensors aus einem Magnetelement, das von einer Magnethalterungsein heit gehalten ist und das unter Belassung eines Luft spaltes gegenüber dem Statorelement verstellt werden kann, besteht und
- - daß ein Magnethalterungselement, das das Magnetelement hält, und eine Lagereinheit, die das Magnethalterungs element hält und die mit dem Betätigungshebelelement verbunden ist, die Magnethalterungseinheit bilden.
Durch den Einsatz dieses Hall-Sensors wird so die Mög
lichkeit gegeben, den Drehwinkel des Pedalelements
genauestens zu erfassen. Durch die Unterteilung des
Statorelements in Statorteilelemente unter Belassung
einer Abstandsausnehmung und zusätzlicher Anschrägung
der Ecken der Statorteilelemente wird der magnetische
Fluß beim Verdrehen des ringförmigen Magnetelements so
gelenkt, daß jede Stellung genau erfaßt und ein genauer
Meßwert ermittelt und übertragen wird. Die Statorteil
elemente können aus Blechpaketen bestehen und/oder ein
stückig ausgebildet sein. Das ringförmige Magnetelement
weist an einer senkrecht stehenden Achse eine N-S-Rich
tung und an der gegenüberliegenden Stelle eine S-N-Rich
tung auf. Hierdurch kommt es vor allem im Inneren des
Ringes zu einem geraden Verlauf des Magnetflusses.
Vorteilhaft ist es, wenn die Lagereinheit ein Gleit
lagerelement ist, das in und auf dem Stegelement
verstellbar liegt. Dadurch, daß das Gleitla
gerbetätigungselement teilweise in das Stegelement hin
einragt, wird ein Drehpunkt definiert. Die auf dem Steg
element aufliegenden Teile des Gleitlagerelements sorgen
dafür, daß eine definierte Beabstandung der bewegbaren
gegenüber der stationären Einheit gegeben ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Lagereinheit eine Lager
buchse ist, die um einen Lagerzapfen, der in einem Zen
trierzapfen gehalten ist, drehbar angeordnet ist. Hier
durch wird eine freie und komfortable Lagerung erreicht.
Dadurch, daß um den Lagerzapfen eine Lagerbuchse sich
dreht, werden sämtliche Bewegungen der rotierenden Ein
heit mit ihren Elementen sofort gegenüber der stationä
ren Einheit mit ihren Elementen ausgelenkt. Das führt zu
einer Erhöhung der Meßgenauigkeit des Sensors.
Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bestehen das Platten
element, das Basiselement und das Stegelement aus einem
nichtmagnetisierbaren Material. Das Plattenelement kann
dabei aus Aluminium hergestellt sein. Selbstverständlich
sind auch andere nichtmagnetisierbare Metalle einsetz
bar. Es kann auch als Leiterplatte ausgebildet sein. Das
Basiselement und das Stegelement sind aus einem
nichtleitenden Kunststoff geformt. Durch die Verwendung
dieses formbaren Materials ist eine leichte Einformbar
keit des bereits mit den Statorteilelementen versehenen
Plattenelements möglich. Erleichtert wird darüber hinaus
die Justierbarkeit der einzelnen Teile der stationären
Einheit.
Das Gleitlagerelement und das Gehäuseelement können
hingegen aus einem leitenden Kunststoff oder Metall
geformt sein. Als leitender Kunststoff ist dabei ein
elektrisch leitfähiges Langfasergranulat mit einem
Stahlfaseranteil von 1-10 Gew.-% einsetzbar. Das
Langfasergranulat kann dabei bis zu 60 Gew.-%
Faserlängen aufweisen, die der Schnittlänge der
extrudierten Stränge entsprechen. Hierbei können z. B.
Längen von 10 mm eingehalten werden. Durch die Formung
dieser beiden Elemente aus dem speziellen leitenden
Kunststoff wird eine hohe Abschirmung des Dreh
winkelsensors bzw. des Drehpotentiometerelements insbe
sondere gegenüber elektromagnetischen Feldern erreicht,
so daß hier eine elektromagnetische Verträglichkeit EMV
gesichert ist.
Um insbesondere den elektrisch aktiven Teil sowohl des
Drehwinkelsensors als auch des Drehpotentiometerelements
von äußeren Einflüssen, wie insbesondere Staub und der
gleichen freizuhalten, ist das Betätigungshebelelement
wenigstens einseitig mit einer Folienabdeckung umgeben.
Diese Folienabdeckung kann auch auf der gegenüberliegen
den Seite angebracht werden, um so die Verbindung zwi
schen Mitnehmerzapfen und den Federelementen zu schüt
zen.
Zur Einstellung definierter Bewegungsabläufe kann das
Pedalelement über dem Drehpunkt geschlitzt und mit einem
Ringfederelement umgeben sein. Hierdurch wird das be
kannte Bewegungs-Hysterese-Bewegungsverhalten des Pedal
elements erreicht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a eine Fahrpedaleinrichtung in einer schematischen
Seitenansicht mit einem Bewegungssensorelement,
Fig. 1b eine Fahrpedaleinrichtung gemäß Fig. 1a in einer
schematischen Vorderansicht,
Fig. 2a eine weitere Ausführungsform einer Fahrpedalein
richtung mit einer Bewegungssensoreinrichtung in
einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2b eine Fahrpedaleinrichtung gemäß Fig. 2a in einer
schematischen Vorderansicht,
Fig. 3a einen Drehwinkelsensor als Bewegungssensorele
ment mit einer Betätigungseinheit einer Fahrpe
daleinrichtung gemäß den Fig. 1a, 1b, 2a und 2b
in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 3b eine weitere Ausführungsform einer Betätigungs
einrichtung gemäß Fig. 3a,
Fig. 4a einen Drehwinkelsensor gemäß Fig. 3a in einer
schematischen Schnittdarstellung entlang der
Linie IVA-IVA,
Fig. 4b eine modifizierte Ausführungsform eines Dreh
winkelsensors gemäß Fig. 4a in einer schemati
schen Schnittdarstellung,
Fig. 5a ein Drehpotentiometerelement als Bewegungssensor
element einer Fahrpedaleinrichtung gemäß den
Fig. 1a, 1b, 2a und 2b in einer schematischen
Draufsicht,
Fig. 5b einen Schnitt entlang der Linie VB-VB eines
Drehpotentiometerelements gemäß Fig. 5a mit
einem Teilschnitt einer Fahrpedalanordnung in
einer schematischen Draufsicht und
Fig. 6 eine Drosselklappeneinheit mit einem Verstell
motor in einer geschnittenen schematischen Dar
stellung.
Eine Fahrpedaleinrichtung gemäß den Fig. 1a und 1b be
steht aus
- - einem Pedalelement 3,
- - einem Bewegungssensorelement 2 und
- - einer Grundplatte 4.
Das Pedalelement 3 setzt sich aus einem Fahrpedalelement
7 und einem Pedalhebelelement 9 zusammen, die in einem
Fahrpedaldrehpunkt 8 miteinander drehbar verbunden sind.
An das Fahrpedalelement 7 schließt sich einseitig ein
Gliederkoppelelement 7′ an, das mit der Grundplatte 4
verbunden ist. Das Pedalhebelelement 9 ist mit einem
Lagerzapfen 1′ mit der Grundplatte 4 verbunden. Der La
gerzapfen 1′ stellt zugleich den Gaspedaldrehpunkt 1
dar.
In den Fig. 2a und 2b ist eine weitere Ausführungsform
einer Pedaleinrichtung gezeigt, bei der ein Pedalelement
13 aus einem Pedalhebelelement 19 mit einem daran befe
stigten Fahrpedalelement 17 besteht. Das Pedalhebelele
ment 19 ist mit Hilfe eines Lagerzapfens 11′ fest im
Bereich der Bodengruppe des Fahrzeugs befestigt. Auch
hier bildet der Lagerzapfen 11′ zugleich den Gaspedal
drehpunkt 11.
Im Gaspedaldrehpunkt 1 bzw. 11 ist ein Bewegungssensor
element 2 bzw. 12 angeordnet. Das Bewegungssensorelement 2
bzw. 12 kann dabei als Drehwinkelsensor 201 oder als
Drehpotentiometerelement 204 ausgebildet sein. Selbst
verständlich ist es auch möglich, daß sowohl ein Dreh
winkelsensor 201 als auch ein Drehpotentiometerelement
204 im Gaspedaldrehpunkt 1 bzw. 11 angeordnet sind.
Der Drehwinkelsensor 201 ist mit Hilfe einer
bewegungsbegrenzenden Betätigungseinheit 20 gegenüber
dem Pedalhebelelement 9 bzw. 19 "entkoppelt" (vgl. Fig. 3a
und 3b).
Der Drehwinkelsensor 201 setzt sich aus einer stationä
ren Einheit 219 und einer rotierenden Einheit 220 zusam
men. An der rotierenden Einheit 220 ist ein Betätigungs
hebelelement 21 befestigt. Es ist durch Anschlag
begrenzungselemente 30 und 31 begrenzt und weist an der
gegenüberliegenden Seite, wie Fig. 3a zeigt, einen
Mitnehmerkopf 22 auf. In den Mitnehmerkopf 22 ragt ein
Mitnehmerzapfen 23, der in zwei sich gegenüberliegenden
Federelementen 24.1 und 24.2 endet. Der Mitnehmerzapfen
23 selbst ist am Pedalhebelelement 9 bzw. 19 befestigt
(vgl. Fig. 1b bzw. 2a). Der Mitnehmerzapfen 23 ist durch
eine Betätigungsausnehmung 26 hindurchgeführt, die die
Kreisbewegung des Mitnehmerzapfens 23 im wesentlichen
nachbeschreibt. Der durch den Mitnehmerkopf 22 ragende
Teil des Mitnehmerzapfens 23 ist mit einem
Mitnehmerzapfenschlitz 25 versehen, so daß sich die
Federelemente 24.1 und 24.2 ausbilden. Je nach der
Breite des Mitnehmerzapfenschlitzes 25 kann die
Auslenkung des Mitnehmerzapfens 23 bzw. die Federwirkung
der Federelemente 24.1 und 24.2 verändert werden.
In Fig. 3b ist eine alternative Ausbildungsmöglichkeit
einer Federeinrichtung dargestellt. Hierbei weist der
Mitnehmerkopf 24 zwei Federelemente 24.1′ und 24.2′ auf.
In die beiden Federelemente 24.1′ und 24.2′ greift der
Mitnehmerzapfen 23 ein. Hierbei wird der Endausschlag
des Mitnehmerzapfens 23 bzw. die Federwirkung durch die
Länge und/oder die Stärke der Federelemente 24.1′ und
24.2′ bestimmt.
Der Bewegungssensor gemäß Fig. 4a setzt sich, wie be
reits erwähnt, aus der stationären Einheit 219 und der
bewegbaren, d. h. rotierenden Einheit 220 zusammen.
Die stationäre Einheit 219 weist ein Statorelement 221
auf, das aus Statorteilelementen aufgebaut ist. Zwischen
sich lassen die Statorteilelemente eine Abstandsausneh
mung (nicht dargestellt) frei. Die Statorteilelemente
des Statorelements 221 sind apfelsinenscheibenförmig
ausgebildet und bestehen aus einzelnen Blechpaketen. Die
zur Abstandsausnehmung zeigenden Ecken der apfelsinen
scheibenförmig ausgebildeten Statorteilelemente sind um
45° abgeschrägt. Das Statorelement 221 ist an einem
runden Plattenelement 210 mit Hilfe von Verspannungs
stiftelementen 233.1 bzw. 233.2 gehalten. Das Platten
element besteht vorzugsweise aus einem geformten
Aluminiumblech. Das Basisplattenelement 210 ist in ein
Basiselement 223′ eingezogen. Das Basiselement 223′
setzt sich in ein Stegelement 223′′ fort. Beide sind ein
stückig aus einem nichtleitenden Kunststoff geformt.
Gegenüber der Abstandsausnehmung ist in das Platten
element 210 eine Zentralausnehmung eingebracht, in die
ein Hallelement 222 hineinragt.
Die rotierende Einheit 220 weist ein ringförmig ausgebil
detes Magnetelement 224 auf. Das Magnetelement 224 wird
von einem Magnethalterungselement 226 gehalten. Das
Magnethalterungselement 226 ist in einer Lagerbuchse 230
angeordnet. Die Lagerbuchse 230 ist drehbar um einen
Lagerzapfen 231 angeordnet, der in einem Zentrierzapfen
232 positioniert ist. Durch diese besondere Form der
Lagerung der rotierenden Einheit 220 wird eine einfache
und komfortable Bewegungsfreiheit der rotierenden Ein
heit 220 und damit eine hohe Meßgenauigkeit gewähr
leistet.
In Fig. 4b ist eine weitere Ausführungsform eines Dreh
winkelsensors 201 dargestellt. Die stationäre Einheit
219 und die rotierende Einheit 220 sind im wesentlichen
so aufgebaut, wie bereits unter Fig. 4a beschrieben. Das
ringförmige Magnetelement 224 wird von einem topfförmig
ausgebildeten Magnethalterungselement 226′ gehalten.
Über dieses stülpt sich gleichfalls ein topfförmig
ausgebildetes Gleitlagerelement 227. Das Gleitlager
element ragt dabei teilweise in das rund ausgebildete
Stegelement 223′′ hinein und liegt mit dem übrigen Teil
auf ihm.
Die ebenfalls rund ausgebildete stationäre und rotieren
de Einheit 219 bzw. 220 sind wie auch bei dem Dreh
winkelsensor gemäß Fig. 4a wenigstens teilweise von
einem Gehäuseelement 223 umgeben. Bei dem Drehwinkelsen
sor gemäß Fig. 4b ist das Gehäuseelement so ausgebildet,
daß es teilweise das Gleitlagerelement zur besseren
Halterung und Führung an den oberen Ecken überragt. Aus
dem Gehäuse ragen Steckkontakte 234.
Ein als Drehpotentiometerelement 204 ausgebildetes Bewe
gungssensorelement ist in den Fig. 5a und 5b darge
stellt. In einem Gehäuseelement 244 ist das bereits
beschriebene Betätigungshebelelement 21 befestigt. Seine
Bewegung wird durch Anschlagbegrenzungselemente 30′ und
31′ begrenzt. An seinem Ende trägt es ein Federelement
24′′, das um den herausragenden Mitnehmerzapfen 23
geführt ist und damit einseitig an ihm anliegt. Der
Mitnehmerzapfen 23 bewegt sich in einer Betätigungs
ausnehmung 26′, die in den Boden des Gehäuseelements 244
eingebracht ist. Auf dem Boden des Gehäuseelements 244
sind als stationäre Einheit 219′ auf einer Trägerplatte
aus einem isolierenden Material, insbesondere Kunst
stoff, Widerstandsbahnen 241.1, . . . 241.4 aufgebracht.
Der Boden des Gehäuseelements 244 ist mit
Seitenwandelementen 242, 243 versehen, die wenigstens
teilweise als Anschlagbegrenzungselemente 30′, 31′
wirken. Als bewegbare, d. h. rotierende Einheit 220
sind an einer der Außenseiten des Betätigungs
hebelelements 21, die zu den Widerstandsbahnen 241.1, . . . 241.4
zeigt, Schleiferelemente 240.1, . . . 240.4
angebracht. Das Betätigungshebelelement 21 ist über eine
Durchgangsausnehmung 27 mit dem Pedalhebelelement 9 bzw.
19 verbunden.
Ebenso wie die Trägerplatte bestehen die Gehäuseelemente
223, 244, das Basiselement 223′ mit dem angeformten
Stegelement 223′′ und das Magnethalterungselement 226 aus
einem nichtleitenden Kunststoff.
Das Gehäuseelement 223 bzw. 244 können aus einem leiten
den Kunststoff bestehen. Ebenso kann das Gleitlager
element 227 aus einem leitenden Kunststoff hergestellt
sein. Vorzugsweise besteht es aber aus Metall. Als
leitender Kunststoff kommt ein elektrisch leitfähiges
Langfasergranulat mit 1-10 Vol.-% Edelstahlfilamenten
zum Einsatz. Wesentlich ist, daß die Langfasergranulate
Fasergehalte bis zu 60 Gew.-% und Faserlängen
entsprechend der Schnittlänge der extrudierten Stränge,
z. B. von 10 mm aufweisen. Hierdurch erreicht die
Gehäuseeinheit 223 bzw. 244 bzw. das Gleitlager
element eine hohe Steifigkeit und eine sehr
hohe Zähigkeit. So beträgt die Zugfestigkeit bis zu
79,35 N/mm² bei einem Zug-E-Modul von bis zu 4830 N/mm².
Wesentlich sind darüber hinaus die abschirmenden Eigen
schaften, die einen Durchgangswiderstand bis zu 10
Ohm/cm, eine Abschirmung bei 1 GHz bis zu 70 dB und eine
elektrostatische Ladung von 0,03 s erreichen. Elektrisch
leitfähige bzw. aktive Teile, wie die Steckkontakte
234, werden mit einem elektrisch nicht leitenden
Kunststoff umgeben, damit sie gegenüber dem elektrisch
leitenden Kunststoff elektrisch isoliert sind. Ebenso
sind Anschlußöffnungen in dem aus elektrisch leitenden
Kunststoff hergestellten Teilen ausgebildet. Erreicht
wird durch diese Maßnahme, daß die meßempfindlichen
Teile des Drehwinkelsensors 201 bzw. des Drehpoten
tiometerelements 204 gegen Einflüsse im Fahrzeugraum und
dergleichen sowie vor Staub, Temperaturschwankungen und
elektromagnetischen Strahlungen geschützt sind.
Um die elektrisch aktiven Teile des Drehwinkelsensors
201 bzw. des Drehpotentiometerelements 204 gegen äußere
Einflüsse zu schützen, ist über dem Schlitz in dem Ge
häuse 223 am Betätigungshebelelement 21 eine Folienab
deckung 28 aufgebracht. Desgleichen ist es möglich, mit
Hilfe einer weiteren Folienabdeckung die auf der
Gegenseite des Betätigungshebelelements 21 bestehende
Verbindung zwischen den Federelementen und den Mitnehmer
zapfen 23 gegen äußere Einflüsse zu schützen.
Die Fahrpedalvorrichtungen gemäß den Fig. 1a und 1b
sowie 2a und 2b müssen laut Gesetzesvorschrift mit zwei
unabhängig voneinander wirkenden Rückholelementen ver
sehen werden. Die Kraft-Weg-Funktion des Pedalhebelele
ments 9 bzw. 19 muß vorzugsweise in Abhängigkeit zu den
Rückstellelementen 5, 6 bzw. 15, 16 stehen.
Die Rückstellelemente 15 und 16 sind als zweiseitig ein
gebundene sogenannte Schraubenfedern ausgebildet. Das
Pedalhebelelement 19 ist gegenüber dem Gaspedaldrehpunkt
11 (vgl. Fig. 2a und 2b) mit einem Schlitz versehen.
Über diesen Schlitz ist ein Federringelement gestülpt.
Hierdurch wird eine sogenannte Bewegungshysterese des
Pedalhebelelements 19 erreicht. Wird die Bewegung in ein
X-Y-Koordinatensystem eingetragen, realisiert die Hin-Be
wegung die obere nach oben gewölbte Kurve der Hysterese
und die Rückbewegung die nach unten gebogene Kurve der
Hysterese-Schleife.
Die Signalwerte, die von dem Drehwinkelsensor 201 bzw.
Drehpotentiometerelement 204 erzeugt werden, werden über
eine Signalleitung 1′′ bzw. 11′′ auf eine Steuereinheit
330, wie Fig. 6 zeigt, übertragen. In der Steuereinheit
330 wird der Signalwert entsprechend be- und verarbeitet
und über eine Steuerleitung 331 auf eine Stellmotorein
heit 324 einer Drosselklappeneinheit 320 übertragen. Je
nach der Größe des durch das Pedalelement 3 bzw. 13 aus
gelösten Signals wird durch die Steuereinheit 330 die
Stellmotoreinheit 324 angesteuert. Die Stellmotoreinheit
324 befindet sich in der Drosselklappeneinheit 320 und
ist an einer Drosselklappenwelle 322 angeflanscht. Mit
der Drosselklappenwelle 322 ist eine Drosselklappe 321
verbunden. Jede Stellung des Pedalelements 3 bzw. 13
entspricht damit einer äquivalenten Stellung der Drossel
klappe 321. Der Drehwinkelsensor 201 bzw. das Drehpoten
tiometerelement sorgen dafür, daß jede noch so geringe
Veränderung direkt und unverfälscht als Drosselklappen
stellung übertragen wird. Insbesondere durch die Anord
nung des Drehwinkelsensors 201 und des Drehpotentiometer
elements 204 im Gaspedaldrehpunkt 1 bzw. 11 wird eine
Verstellung der Drosselklappe 321 so erreicht, als wäre
das Pedalelement 3 bzw. 13 "direkt" an der Drosselklap
penwelle 321 befestigt.
Wird das Pedalhebelelement 9 bzw. 19 des Pedalelements 3
bzw. 13 von einem Fahrer bis zur untersten Anschlagmög
lichkeit betätigt, lenkt der Mitnehmerzapfen 23 voll aus
und schlägt an eines der Enden des Mitnehmerzapfen
schlitzes 25 bzw. 25′. Dabei wird eines der Feder
elemente 24.1, 24.1′ bzw. 24′′ mit einer
Druckspannung beaufschlagt und lenkt so weit aus, wie es
der jeweilige Federweg zuläßt. Durch die Anschlagbegren
zungselemente nimmt das jeweilige Federelement den
gesamten überschüssigen Weg des Pedalhebelelements 9
bzw. 19 auf. Die rotierende Einheit 220 bzw. 220′ des
Drehwinkelsensors 201 bzw. Drehpotentiometerelements 204
wird aber nur so weit betätigt, wie es möglich ist. Hier
durch wird verhindert, daß die rotierende Einheit "über
dreht′′ bzw. die sehr empfindlichen Schleiferelemente
240.1, . . . 240.4 über die Widerstandsbahnen 241.1, . . . 241.4
hinaus geführt werden. Letztendlich wird eine
Funktionsunfähigkeit bzw. Zerstörung der rotierenden Ein
heit 220 bzw. 220′ verhindert.
In Fig. 3a ist mit A eine mögliche zusätzliche
Unterbringung eines Sensors oder Schalters in einem
Gehäuse angegeben, der vom Betätigungshebelelement
angesteuert wird, und falls es notwendig ist, ein
Kick-Down-Signal erzeugen kann.
Claims (18)
1. Fahrpedaleinrichtung, die
- - ein Pedalelement (3; 13), das mit wenigstens einem Rückholelement (5, 6; 15, 16), das mit dem Pedal element (3; 13) verbunden ist, und
- - ein Bewegungssensorelement (2; 12),
- - das im Gaspedaldrehpunkt (1; 11) des Pedalele ments (3; 13) angeordnet ist und
- - das mit seiner stationären Einheit (219; 219′) im Gaspedaldrehpunkt (1; 11) fest und mit seiner beweglichen Einheit (220; 220′) durch eine bewegungsbegrenzende Betätigungseinheit (20) mit dem Pedalelement (3; 13) verbunden ist,
umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsbe
grenzende Betätigungseinheit (20) ein Betätigungs
hebelelement (21) aufweist, das an der beweglichen
Einheit (220; 220′) des Bewegungssensorelements (2;
12) angeordnet und mit seinem gegenüberliegenden
Ende durch eine Federeinheit (24.1, 24.2; 24.1′,
24.2′) kraftschlüssig mit einem am Pedalelement (3;
13) angeordneten Mitnehmerzapfen verbunden ist und
dessen Bewegung durch wenigstens ein Anschlagsbegren
zungselement (30, 31; 30′, 31′) begrenzt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federeinheit zwei beabstandete Federelemente
(24.1, 24.2; 24.1′, 24.2′) sind, die mit dem
Betätigungshebelelement (21) verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federeinheit aus einem Federelement (24′′)
besteht, das einseitig mit dem Betäti
gungshebelelement (21) verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bewegungssensorelement (2; 12) ein Drehwinkel
sensor (201) und/oder ein Drehpotentiometerelement
(204) ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die stationäre und die
bewegbare Einheit (219, 220; 219′, 220′) des Dreh
winkelsensors (201) bzw. des Drehpotentiometerele
ments (204) wenigstens teilweise von einem Gehäuse
element (223; 244) umgeben sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet,
- - daß die stationäre Einheit (219) des Drehwinkelsen sors (201) aus einem Basiselement (223′) besteht, an dem ein Stegelement (223′′) und in dem ein Plattenelement (210) angeordnet ist, an dem mit Verspannungsstiftelementen (233.1, 233.2) Stator teilelemente unter Belassung einer Abstands ausnehmung, in die ein Hallelement (222) hin einragt, angeordnet sind,
- - daß die bewegbare Einheit (220) des Drehwinkelsen sors (201) aus einem Magnetelement (224), das von einer Magnethalterungseinheit (226, 227; 230, 231, 232) gehalten ist und das unter Belassung eines Luftspaltes (225) gegenüber dem Statorelement (221) verstellt werden kann, besteht und
- - daß ein Magnethalterungselement (226, 226′), das das Magnetelement (224) hält, und eine Lagereinheit (227; 230, 231, 232), die das Magnethalterungselement (226) hält und die mit dem Betätigungshebelelement (21) verbunden ist, die Magnethalterungseinheit bilden.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß eine Lagereinheit ein Gleit
lagerelement (227) ist, das in und auf dem
Stegelement (223′′) verstellbar liegt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit eine
Lagerbuchse (230) ist, die um einen Lagerzapfen
(231), der in einem Zentrierzapfen (232) gehalten
ist, drehbar angeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die stationäre Einheit
(219′) des Drehpotentiometerelements (204) auf einer
Platte aufgebrachte Widerstandsbahnen (241.1, . . . , 241.4)
und die bewegbare Einheit (220′) an dem Be
tätigungshebelelement (21) angebrachte Schleiferele
mente (240.1, . . . , 240.4) sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6-9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement
(210), das Basiselement (223′) und das Stegelement
(223′′) aus einem nichtmagnetisierbaren Material
bestehen.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (210)
aus Aluminium hergestellt ist.
12. Einrichtung nach einem Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Basiselement (223′)
und das Stegelement (223′′) aus nichtleitendem
Kunststoff geformt sind.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlagerelement
(227) und/oder das Gehäuseelement (223; 244) aus
einem leitenden Kunststoff und/oder Metall geformt
sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Kunststoff
aus einem elektrisch leitfähigen Langfasergranulat
mit einem Stahlfaseranteil von 1-10 Gew.-% herge
stellt ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Langfasergranulat
bis zu 60 Gew.-% Faserlängen entsprechend der
Schnittlänge der extrudierten Stränge aufweist.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pedalelement (13) im
Drehpunkt (11) geschlitzt und mit einem Ringfeder
element umgeben ist.
17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungshebel
element (21) wenigstens einseitig mit einer Folien
abdeckung (28) umgeben ist.
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