DE4337679B4

DE4337679B4 - Fahrzeug-Gaspedalvorrichtung

Info

Publication number: DE4337679B4
Application number: DE4337679A
Authority: DE
Inventors: Yasunari Kato; Hiroaki Yamaguchi; Kazuomi Ota
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: US5529296A; FR2697583B1; FR2697583A1; DE4337679A1

Abstract

Fahrzeug-Gaspedalvorrichtung, mit:
einem mit einem Gaspedal (75) verbundenen Schwenkelement (311), das in Antwort auf das Niedertreten des Gaspedals verschwenkt,
einer Rückstellfedereinrichtung (331, 333), die auf das Gaspedal eine Rückstellkraft aufbringt, die mit Zunahme des Grads des Niedertretens des Gaspedals zunimmt, und
mindestens einem Reibelement (315, 325; 365), um einer Bewegung des Gaspedals einen Widerstand entgegenzusetzen, dessen Wert mit Zunahme der auf das Gaspedal ausgeübten Fußdruckkraft zunimmt, wobei
das Schwenkelement (311) und das mindestens eine Reibelement (315, 325; 365) über einen von der Rückstellfedereinrichtung (331, 333) beaufschlagten Mechanismus (311a, 316) gekoppelt sind, der das mindestens eine Reibelement (315, 325; 365) mit zunehmender Fußdruckkraft zunehmend gegen mindestens eine Reibfläche (321) vorspannt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gaspedalvorrichtung für Fahrzeuge.

Im Allgemeinen verwendet eine Gaspedalvorrichtung (im Folgenden der Einfachheit halber nur als "Pedalvorrichtung" bezeichnet) für eine Brennkraftmaschine eine Feder, die in Übereinstimmung mit dem Ausmaß des Niedertretens eines Gaspedals gespannt wird. Die Anordnung ist derart, dass die durch diese Feder erzeugte Rückstellkraft, die in Übereinstimmung mit einem Anstieg im Ausmaß des Niedertretens des Pedals größer wird, auf das Gaspedal zurück durch einen Mechanismus übertragen wird, der ein Steuerkabel und andere Elemente einschließt, um das Pedal zu seiner ursprünglichen Position zurückzustellen. Nun ist eine Drosselklappen-Steuervorrichtung bekannt geworden, die als "verbindungs- oder gestängelose Drosselklappenvorrichtung" bezeichnet wird und in welcher das Ausmaß des Niedertretens des Gaspedals elektrisch ermittelt sowie die Drosselklappenöffnung in Übereinstimmung mit dem ermittelten Ausmaß im Niedertreten des Pedals geregelt wird. Bei dieser verbindungslosen Drosselklappenvorrichtung wird vom Motor keine Belastung zurück auf das Gaspedal ausgeübt, so dass die Position des Gaspedals allein auf der Grundlage der Balance zwischen der von der Feder erzeugten Rückstellkraft und dem körperlichen Kraftaufwand, der am Gaspedal zur Wirkung gebracht wird, bestimmt wird. Folglich wird jegliche Änderung in der auf das Gaspedal ausgeübten körperlichen Kraft direkt in eine Änderung im Ausmaß des Niedertretens des Gaspedals umgewandelt. Das macht es extrem schwierig, einen konstanten Betätigungsgrad oder -wert des Gaspedals aufrechtzuerhalten, was zu einer Verschlechterung in der Regelbarkeit des Motors führt.

Um das oben angesprochene Problem zu beseitigen, verwendet ein Gaspedal, das mit einer verbindungslosen Drosselklappenvorrichtung der oben beschriebenen Art verknüpft ist, eine geeignete Widerstandseinrichtung, die einen Widerstand gegen die Bewegung des Pedals aufbringt. Eine derartige Widerstandseinrichtung führt, wie erläutert werden wird, eine bestimmte Hysterese in die Beziehung zwischen dem Betätigungsgrad des Gaspedals und der Fußdruckkraft, d.h. der Druckkraft um das Gaspedal niederzutreten, ein, was zu einer Verbesserung in der Betriebs- und Fahrfähigkeit beiträgt. Es wird angenommen, dass die auf das Gaspedal ausgeübte Kraft etwas vermindert wird, nachdem das Pedal zu einer bestimmten Position niedergetreten ist. In einem solchen Fall überschreitet die auf das Gaspedal aufgebrachte Rückstellkraft die auf das Gaspedal ausgeübte Druckkraft, jedoch wird das Pedal wegen des durch die Widerstandseinrichtung aufgebrachten Widerstandes nicht augenblicklich zurückbewegt. Folglich bewegt sich das Pedal nicht zurück, bis die auf das Pedal aufgebrachte Druckkraft auf ein Niveau vermindert ist, das kleiner als ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Bewegungswiderstandes von der Rückstellkraft erhalten wird. Es ist somit möglich, einen konstanten Betätigungsgrad des Gaspedals trotz geringer Änderungen der auf das Gaspedal ausgeübten körperlichen Druckkraft aufrechtzuerhalten.

Im Allgemeinen wird der Betätigungsgrad des Gaspedals üblicherweise im Hochlastbetrieb des Motors, der einen hohen Grad einer Pedalbetätigung erfordert, konstantgehalten, während ein Leichtlastbetrieb des Motors mit einem kleinen Betätigungsgrad des Gaspedals ein feinfühliges und häufiges Einregeln in der Gaspedalbetätigung erfordert. Deshalb wird die Hysterese des Gaspedal-Regelsystems vorzugsweise so bestimmt, dass sie im Bereich, in dem der Betätigungsgrad des Gaspedals groß ist, vergleichsweise groß ist und in dem Bereich, in dem der Betätigungsgrad des Gaspedals klein ist, vergleichsweise klein ist. Eine große Hysterese im Bereich des kleinen Betätigungsgrades des Gaspedals neigt dazu, in gefährlicher Weise das Risiko einer Erscheinung, die als "Rückstellfehler" bezeichnet wird und bei der der Betätigungsgrad des Gaspedals nicht auf Null zurückgestellt werden kann, hervorzurufen.

Unter diesem Gesichtspunkt ist beispielsweise in der Druckschrift JP 04-128519 A eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der der Widerstand gegen eine Bewegung eines Gaspedals in Übereinstimmung mit einer Zunahme im Betätigungsgrad des Pedals größer wird, Bei dieser Vorrichtung wird die der Beziehung zwischen dem Betätigungsgrad des Gaspedals und der auf das Pedal ausgeübten Kraft vermittelte Hysterese in Übereinstimmung mit der Zunahme im Betätigungsgrad des Pedals vergrößert, so daß über den gesamten Bereich eines Gaspedalbetätigungsgrades eine gute Betriebs- und Fahrfähigkeit aufrechterhalten wird.

Die bekannte Gaspedalvorrichtung der oben beschriebenen Art schließt ein Problem ein, dass die Neigung, einen Rückstellfehler hervorzurufen, besteht, wenn die Feder teilweise gebrochen ist, was die Rückstellkraft herabsetzt. Moderne Kraftfahrzeuge verwenden beispielsweise ein Doppelfedersystem mit zwei Federn, um zu gewährleisten, dass das Gaspedal mit Sicherheit auch in dem Fall zurückgestellt werden kann, wenn eine der beiden Federn gebrochen oder ausgefallen ist. Bei der Gaspedalvorrichtung, die ein solches Doppelfedersystem anwendet, bewirkt ein Ausfall von einer der Federn, dass die gesamte Rückstellkraft auf einen Wert vermindert wird, der etwa halb so groß ist wie die Rückstellkraft, die erzeugt wird, wenn beide Federn intakt sind. Dieser verminderte Wert in der Rückstellkraft ist oftmals kleiner als der Widerstand gegen eine Bewegung des Gaspedals, so dass ein Zurückbewegen des Pedals zum Nullöffnungsgrad der Drosselklappe, selbst wenn es von der menschlichen Druckkraft entlastet wird, fehlschlagen kann.

Ferner zeigt die nicht vorveröffentlichte DE 42 03 367 C2 einen Sollwertgeber zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs. Dieser Sollwertgeber hat einen in einer Hülse verschieblich aufgenommenen Kolben, der Reibflächen hat, die in reibendem Eingriff mit der Hülsenwand sind. Dieser Kolben arbeitet gegen ein Federstück, das von Rückstellfedern beaufschlagt ist. Wenn die Verschiebung des Kolbens gegen die Rückstellfedern zunimmt, wächst auch deren auf das Federstück aufgebrachte Kraft. Das Federstück stützt sich über Keilflächen an den Reiblappen ab, die an dem Kolben angebracht sind. Mit zunehmender Rückstellkraft wächst die Reibkraft an den Reibflächen, so dass die Reibhemmung auf den Kolben mit zunehmendem Niederdrücken des Kolbens zunimmt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeug-Gaspedalvorrichtung zu schaffen, mit der beim Loslassen des Gaspedals ein ruckelndes Rückführen des Gaspedals oder gar ein Hängenbleiben des Gaspedals sicher vermieden ist. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Verwendung eines Erläuterungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Erläuterungsbeispiels einer Pedalvorrichtung;
2 eine perspektivische Übersichtsdarstellung der Vorrichtung von 1;
3 eine Seitenansicht zur Erläuterung der Art, in der die Pedalvorrichtung eingebaut ist;
4A und 4B Darstellungen zur Erläuterung des Funktionsprinzips des Erläuterungsbeispiels;
5 ein Diagramm zur Beziehung zwischen dem Ausmaß des Niedertretens des Pedals und der zum Niedertreten erforderlichen Kraft beim Erläuterungsbeispiel;
6 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung;
7 eine perspektivische Übersichtsdarstellung der ersten Ausführungsform;
8A und 8B Darstellungen zur Erläuterung des Funktionsprinzips der ersten Ausführungsform;
9 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pedalvorrichtung,
3 zeigt eine Seitenansicht eines Erläuterungsbeispiels einer Pedalvorrichtung, und zwar in Bezug auf die Montage dieser Vorrichtung. Die Gaspedalvorrichtung 1 wird über einen Winkelträger 1a an der vorderen Trennwand 70a des Fahrzeugs, die in einem unteren Teil des Raums vor dem Fahrersitz angeordnet ist, befestigt. Ein Stützarm 73 ist an dem Teil der Bodenplatte 70b vor dem Fahrersitz angeordnet und lagert ein Gaspedal 75 verschwenkbar für eine Drehbewegung um einen Schwenkzapfen 75a. Das Gaspedal 75 ist an seinem freien Ende mit einer Mitnehmerplatte 77 versehen, in der eine Ausnehmung 77a ausgebildet ist, die mit einem Hebel 3 der Pedalvorrichtung 1 in Eingriff zu bringen ist. Wenn der Fahrer im Betrieb das Gaspedal 75 niederdrückt, schwenkt der Hebel 3 um eine Drehwelle 5 der Pedalvorrichtung 1. Ein vom Stützarm 73 aufragender Schraubenbolzen 79 dient als Anschlag für das Gaspedal 75, so dass der Bereich der Schwenkbewegung dieses Pedals begrenzt ist.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, hält ein Gehäuse 7 der Pedalvorrichtung 1 drehbar die oben genannte Drehwelle 5. An einem mittigen Teil der Drehwelle 5 ist ein erster Drehkörper oder Rotor 11 fest angebracht. Das eine Ende 5a der Drehwelle hält den an dieser befestigten Hebel 3 (s. 3). Das andere Ende der Drehwelle 5 ist in einer Bohrung aufgenommen, die in einem Gaspedal-Stellungsgeber 13 ausgebildet ist.
Der erste Rotor 11 besitzt eine Ringkehle 21 mit kleinem Durchmesser (kleinkalibrige Ringkehle) und eine Ringkehle 23 mit großem Durchmesser (großkalibrige Ringkehle), die von der dem Wellenende 5a entgegengesetzten axialen Stirnseite her eingearbeitet sind. Die Ringkehlen 21 und 23 sind zur Achse der Drehwelle 5 koaxial und folglich zueinander ebenfalls koaxial. Die kleinkalibrige Feder 15 und die groß kalibrige Feder 17 sind Torsionsschraubenfedern, die als eine Rückstellfedereinrichtung dienen, um eine Rückstellkraft auf das Gaspedal aufzubringen, d.h., sie dienen als Rückstellkraft-Eintrageinrichtung. Haltenasen 21a und 23a, die an den Böden der Ringkehlen 21 und 23 ausgebildet sind, halten die Enden 15a und 17a der Federn 15 und 17. Ein zur Achse der Drehwelle 5 zentriertes Geradstirnrad 25 ist am einen Ende des ersten Rotors 11 in der Nähe des Endes 5a der Welle 5 ausgebildet. Der Rotor 11 ist mit axial verlaufenden Rippen 11a an seiner Außenumfangsfläche versehen. Die Anordnung ist derart getroffen, dass, wenn der erste Rotor 11 durch die von den Federn 15 und 17 ausgeübte Rückstellkraft zurückgeführt wird, die axialen Rippen 11a mit axialen Rippen 7a, die an der Innenumfangsfläche des Gehäuses 7 ausgebildet sind, zur Anlage kommen, so dass die Rückstellposition des ersten Rotors 11 bestimmt ist.
An der Bodenfläche 7b des Gehäuses 7 ist eine wellenseitige Friktionsplatte 27 vorgesehen, die einen Innenzahnkranz 27a hat, welcher mit dem Stirnrad 25 in Eingriff ist. Eine gehäuseseitige Friktionsplatte 29 ist an der Fläche der wellenseitigen Friktionsplatte 27 vorhanden. Die gehäuseseitige Friktionsplatte 29 ist mit Anschlagnasen 29a (s. 2) ausgestattet, die imstande sind, mit den axialen Rippen 7a am Gehäuse in Anlage zu kommen, um ein Drehen der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29 mit Bezug zum Gehäuse 7 zu verhindern. In der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29 ist ein kreisförmiges Loch 29b ausgebildet, das das Stirnrad 25 aufnehmen kann. Der mit der Drehwelle 5 einstückige erste Rotor 11 ist an der Fläche der gehäuseitigen Friktionsplatte 29 angeordnet. Die Drehwelle 5 erstreckt sich durch ein im Gehäuse 7 ausgebildetes Loch 7c, wobei das Stirnrad 25 durch das Loch 29b in der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29 ragt, um mit dem Innenzahnkranz 27a in der wellenseitigen Friktionsplatte 27 in Eingriff zu gelangen. Gemäß dieser Anordnung drehen die wellenseitige Friktionsplatte 27 und der erste Rotor 11 als eine Einheit mit der Drehwelle 5.
Eine Zwischen- oder Beilagscheibe 31 mit einem gegenüber der kleinkalibrigen Ringkehle 21 kleineren Durchmesser besitzt eine Öffnung, in der die Drehwelle 5 aufgenommen ist, so dass die Zwischenscheibe 31 auf der Stirnfläche des ersten Rotors 11 liegt. Die kleinkalibrige Ringkehle 21 und die großkalibrige Ringkehle 23 des ersten Rotors 11 nehmen die oben erwähnte kleinkalibrige Feder 15 bzw. großkalibrige Feder 17 auf. Ein zweiter Rotor 33 ruht auf der Zwischenscheibe 31 und damit auf dem ersten Rotor 11.
Der zweite Rotor 33 besitzt eine Bohrung 33a, die drehbar die Drehwelle 5 aufnehmen kann. Ferner sind im zweiten Rotor 33 eine kleinkalibrige Ringkehle 35 und eine großkalibrige Ringkehle 37 ausgearbeitet, die in der Stirnfläche des Rotors 33, die dem ersten Rotor 11 benachbart ist, offen sind. Die Ringkehlen 35 und 37 sind in axialer Richtung mit der kleinkalibrigen Ringkehle 21 bzw. der großkalibrigen Ringkehle 23 des ersten Rotors 11 in Flucht und nehmen die kleinkalibrige Feder 15 bzw. die großkalibrige Feder 17 auf. In den beiden Ringkehlen 35 und 37 sind ebenfalls Haltenasen 35a und 37a ausgebildet, die mit den Enden 15b und 17b der klein- und großkalibrigen Feder 15 bzw. 17 in Anlage sind, wie das bei den Haltenasen 21a und 23a der Ringkehlen 21 und 23 im Rotor 11 der Fall ist.
In der dem ersten Rotor 11 gegenüberliegenden Stirnfläche des zweiten Rotors 33 sind drei Stahlkugelrillen 43 zur Lagerung von Stahlkugeln 41 und drei Vorsprünge 45 abwechselnd mit einem Abstand von 60° ausgebildet. Ein scheibenförmiges Verschlussstück 47 ist auf der Stirnfläche des zweiten Rotors 33 unter Zwischenfügung der drei Stahlkugeln 41 angeordnet. Das Verschlussstück 47 ist mit einem mittigen Loch 47a zur drehbaren Aufnahme der Drehwelle 5, mit drei bogenförmigen Langlöchern 49 zur losen Aufnahme der Vorsprünge 45 vom zweiten Rotor 33 und mit drei Stahlkugelrillen 51, die den Stahlkugelrillen 43 im zweiten Rotor 33 gegenüberliegen, um die Stahlkugeln 41 dazwischen zu halten, versehen. Wie der 4 zu entnehmen ist, nimmt die Tiefe der Stahlkugelrille 43 progressiv zur Vorwärts- oder Vorlaufseite bei Betrachtung in der Drehrichtung (Pfeil B) des zweiten Rotors 33 zu, während die Tiefe der Stahlkugelrille 51 in derselben Richtung progressiv abnimmt. Deshalb erzeugt eine Drehung des zweiten Rotors 33 um die Drehwelle 5 eine Änderung im Abstand zwischen dem zweiten Rotor 33 sowie dem Verschlussstück 47, worauf noch eingegangen werden wird.
Gemäß den 1 und 2 ist am Ende des Verschlussstücks 47 entgegengesetzt zum zweiten Rotor 33 ein Flansch 47b ausgebildet. Im äußeren umlaufenden Rand des Verschlussstücks 47 ist eine Rastnut 47c (s. 2) für einen Eingriff mit der Rippe 7a am Gehäuse 7 ausgestaltet. Der Flansch 47b wird in einer Nut 7d, die im Rand der Öffnung im Gehäuse 7 ausgebildet ist, zusammen mit einem auf die Stirnfläche des Verschlussstücks 47 gelegten Sprengrings 55 aufgenommen, wodurch verhindert wird, dass die im Gehäuse 7 befindlichen Bauteile aus diesem austreten können. Die Rastnut 47c, die mit der Rippe 7a in Eingriff kommt, verhindert ein Drehen des Verschlussstücks 47 mit Bezug zum Gehäuse 7. Der bereits erwähnte Gaspedal- Stellungsgeber 13 (s. 1) ist so befestigt, dass er an der Stirnfläche des Verschlussstücks 47 innerhalb der vom Gehäuse 7 umschlossenen oberen Öffnung ruht.
Die Funktionsweise der Gaspedalvorrichtung 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im folgenden erläutert. Wenn der Fahrer das Gaspedal niedertritt, dreht der Hebel 3 in der Richtung des Pfeils A, der in 3 angegeben ist. Demzufolge dreht auch mit einem Drehen der Drehwelle 5 der erste Rotor 11. Über das Stirnrad 25 dreht die wellenseitige Friktionsplatte 27 zusammen mit dem ersten Rotor 11, so dass die wellenseitige Friktionsplatte 27 als Einheit mit dem Hebel 3 dreht.
Die gehäuseseitige Friktionsplatte 29 ist jedoch gegen eine Drehung relativ zum Gehäuse 7 festgehalten. Demzufolge werden drei Reibwirkungen zwischen dem ersten Rotor 11 sowie der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29, zwischen der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29 sowie der wellenseitigen Friktionsplatte 27 und zwischen der wellenseitigen Friktionsplatte 27 sowie der Bodenfläche 7b des Gehäuses 7 erzeugt. Die gehäuseseitige Friktionsplatte 29 und die wellenseitige Friktionsplatte 27 bilden somit eine Einrichtung, um einen Widerstand gegen eine Bewegung des Gaspedals aufzubringen, d.h., sie bilden eine Widerstand-Eintrageinrichtung.
Die kleinkalibrige Feder 15 und die großkalibrige Feder 17 werden an ihren beiden Enden an den Böden der kleinkalibrigen Ringkehlen 21 sowie 35 und an den Böden der großkalibrigen Ringkehlen 23 sowie 37 jeweils festgehalten, so dass diese Federn 15 und 17 gespannt werden, wenn sie in Übereinstimmung mit der Drehung des Hebels 3 verdreht werden. Die Spannung einer jeden Feder erzeugt eine Rückstellkraft, die auf das Gaspedal 75 durch den Hebel 3 wirkt und gleichzeitig den folgenden Vorgang des zweiten Rotors 33 hervorruft.
Die Kräfte der Federn 15 und 17 wirken auf den zweiten Rotor 33 nicht erheblich ein, wenn das Gaspedal 75 nicht betätigt wird. Demzufolge werden der zweite Rotor 33 und das Verschlussstück 47 in einer Lagebeziehung gehalten, die in 4A gezeigt ist, wobei der tiefste Teil der Stahlkugelrille 43 im zweiten Rotor 33 dem tiefsten Teil der Stahlkugelrille 51 im Verschlussstück 47 gegenüberliegt und die zugeordnete Stahlkugel 41 dazwischen eingeklemmt ist.
Wenn das Gaspedal 75 in einem größeren Ausmaß niedergedrückt wird, werden die Federn 15 und 17 gespannt, so dass eine Kraft auf den Rotor 33 aufgebracht wird, die in der Richtung des Pfeils B wirkt. Als Ergebnis dreht der zweite Rotor 33 mit Bezug zum Verschlussstück 47, so dass die in 4B gezeigte Lagebeziehung erhalten wird, bei der die Stahlkugel 41 zwischen flacheren Teilen der Stahlkugelrillen 43 und 51 gehalten wird. Da das Verschlussstück 47 aufgrund des Eingriffs des Flansches 47b und der Nut 7d im Gehäuse 7 durch die Wirkung des Sprengringes 55 an einer axialen Auswärtsbewegung gehindert wird, wird der zweite Rotor 33 in der Richtung des Pfeils C (s. 4B) gedrückt.
Die Druckkraft wird über den Zwischenring 31 übertragen, so dass sie zwischen dem ersten Rotor 11 und der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29, zwischen der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29 und der wellenseitigen Friktionsplatte 27 sowie zwischen der wellenseitigen Friktionsplatte 27 und der Bodenfläche 7b des Gehäuses 7 wirkt, wodurch die Werte der zwischen diesen Elementen wirkenden Reibungskräfte erhöht werden. Die auf den zweiten Rotor 33 in der Richtung des Pfeils B einwirkende Kraft wird größer, wenn die Spannungen der Federn 15 und 17 zunehmen, d.h., wenn die auf das Gaspedal 75 aufgebrachte Rückstellkraft zunimmt. Demzufolge werden die Stahlkugeln 41 in noch flacheren Teilen der beiden Stahlkugelrillen 43 und 51 gehalten, so dass die in der Richtung des Pfeils C wirkende Kraft entsprechend vergrößert wird. Somit werden die Werte der Reibungskräfte, die an und zwischen dem ersten Rotor 11, der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29, der wellenseitigen Friktionsplatte 27 und der Bodenfläche 7b wirken, in Übereinstimmung mit einem Anstieg in der auf das Gaspedal 75 wirkenden Rückstellkraft erhöht.
Demzufolge wird eine Beziehung zwischen der Fußdruckkraft, die auf das Gaspedal 75 ausgeübt wird, und dem Ausmaß des Niedertretens des Pedals erhalten, wie sie in 5 durch die ausgezogene Linie dargestellt ist. Es ist zu sehen, dass das Ausmaß des Niedertretens sich linear in Übereinstimmung mit dem Anstieg in der Fußdruckkraft vergrößert und sich in Übereinstimmung mit einer Abnahme in der Fußdruckkraft linear verringert.
Es ist jedoch zu bemerken, dass ein Unterschied in der Fußdruckkraft für ein vorgegebenes Ausmaß im Niederdrücken zwischen der Funktionsweise, wobei die Fußdruckkraft erhöht wird, und der Funktionsweise, wobei die Fußdruckkraft vermindert wird, aufgrund des Einflusses von Reibungskräften besteht, die auf den ersten Rotor 11, die gehäuseseitige Friktionsplatte 29, die wellenseitige Friktionsplatte 27 und die Bodenfläche 7b sowie zwischen diesen wirken. Die Größe dieses Unterschiedes in der Fußdruckkraft wird als "Hysteresewert" in dieser Beschreibung bezeichnet.
Diese Hysterese ist der Tatsache zuzuschreiben, dass die Position oder das Ausmaß des Niedertretens des Gaspedals durch das Gleichgewicht zwischen der im Wesentlichen zum Ausmaß des Niedertretens proportionalen, durch die Federn 15, 17 erzeugten elastischen Rückstellkraft und der Summe der Fußdruckkraft sowie der gesamten Reibungskraft bestimmt ist, die in der zur Fußdruckkraft entgegengesetzten Richtung wirkt, wenn das Gaspedal in einem größeren Ausmaß niedergedrückt wird, und in derselben Richtung wirkt wie die Fußdruckkraft, wenn das Gaspedal entlastet wird, d.h., wenn die Fußdruckkraft vermindert wird. Wie vorher erläutert wurde, nimmt die Fußdruckkraft in Übereinstimmung mit dem Anstieg in den Spannungswerten der Federn 15 und 17 zu, so dass der Hysteresewert größer wird, wenn das Ausmaß im Niedertreten des Pedals 75 zunimmt. Folglich ist die Drosselklappenregelung mit einem konstanten Ausmaß im Niedertreten des Gaspedals ohne Schwierigkeiten in dem Bereich auszuführen, in welchem das Ausmaß im Niedertreten des Pedals 75 groß ist. Gleichzeitig wird auch eine feinfühlige Regelung des Ausmaßes im Niedertreten des Gaspedals in dem Bereich erleichtert, in welchem dieses Ausmaß im Niedertreten vergleichsweise klein ist. Demzufolge wird über den gesamten Bereich des Ausmaßes des Niedertretens des Gaspedals eine gute Betriebs- und Fahrfähigkeit gewährleistet.
Eine Verminderung in der auf das Gaspedal einwirkenden Rückstellkraft aufgrund von beispielsweise einem Schadensfall der Feder 15 oder 17 ruft eine entsprechende Abnahme der Hysterese hervor. Die gestrichelte Linie in der 5 zeigt die Beziehung zwischen der Fußdruckkraft und dem Ausmaß im Niedertreten des Gaspedals, wie sie erlangt wird, wenn die Feder 15 ausgefallen ist. Eine ähnliche Beziehung wird erlangt, wenn die Feder 17 gebrochen ist.
Falls eine der Federn 15 und 17 zerbrochen oder ausgefallen ist, wird die auf das Gaspedal 75 aufgebrachte Kraft auf annähernd die Hälfte der Kraft vermindert, die aufgebracht würde, wenn beide Federn intakt sind. Gleichzeitig wird die oben erwähnte gesamte Reibungskraft, d.h. der Hysteresewert, auch auf die Hälfte vermindert. Als Ergebnis folgt, dass die für ein Niedertreten des Gaspedals zu einem bestimmten Ausmaß hin erforderliche Fußdruckkraft ebenfalls in jeder Betriebsart, in welcher die Fußdruckkraft erhöht und in welcher die Fußdruckkraft vermindert wird, auf die Hälfte herabgesetzt wird. Es ist deshalb möglich, das Auftreten eines Rückstellfehlers völlig zu eliminieren, d.h. eine solche Erscheinung, dass das Ausmaß des Niedertretens nicht auf Null herabgesetzt wird, obwohl die Fußdruckkraft Null ist.
Das beschriebene Erläuterungsbeispiel verwendet ein Doppelfedersystem als Rückstellkraft-Eintrageinrichtung, das zwei Federn 15 und 17 enthält. Das ist jedoch lediglich beispielhaft, und die Rückstellkraft kann durch andere geeignete Einrichtungen, wie eine einzelne Feder, eine Gummi- oder eine Luftfeder, aufgebracht werden. Wenn eine derartige alternative Rückstellkraft-Eintrageinrichtung verwendet wird, wird eine gute Betriebs- und Fahrfähigkeit über den gesamten Bereich des Ausmaßes des Niedertretens des Gaspedals gewährleistet und das Auftreten eines Rückstellfehlers im Fall einer Verminderung in der Rückstellkraft aufgrund von beispielsweise einer Verschlechterung der Rückstellkraft-Eintrageinrichtung verhindert.
In dem beschriebenen Erläuterungsbeispiel werden die Werte der Reibungskräfte, die an und zwischen dem ersten Rotor 11, der gehäuseseitigen Friktionsplatte 29, der wellenseitigen Friktionsplatte 27 und der Bodenfläche 7b des Gehäuses 7 wirken, in Übereinstimmung mit der Änderung in der auf das Gaspedal 75 aufgebrachten Rückstellkraft verändert, wodurch der Widerstand gegen eine Bewegung des Gaspedals 75 einer Änderung unterliegt. Das ist jedoch lediglich beispielhaft, und ein Widerstand gegen die Bewegung des Gaspedals 75 kann durch verschiedene andere Einrichtungen eingeregelt werden.
6 ist eine Schnittdarstellung einer eine erste Ausführungsform dieser Erfindung darstellenden Fahrzeug-Gaspedalvorrichtung 301, und die 7 ist eine perspektivische Übersichtsdarstellung hierzu. Wie beim vorherigen Erläuterungsbeispiel ist die Gaspedalvorrichtung 301 durch einen Hebel 3 mit einem Gaspedal 75 (s. 3) verbunden.
Gemäß der 6 hat ein Gehäuse 303 ein Paar von Armen 304, die seitwärts von einem einer Öffnung einer Bohrung 303a benachbarten Teil vorstehen. Das Gehäuse 303 nimmt eine Drehwelle 305 drehbar auf. Ein Rotor 311 mit Nocken- oder Keilflächen ist an der Drehwelle 305 koaxial zu dieser befestigt und nahe der Bodenfläche 303b des Gehäuses 303 angeordnet. Der Hebel 3 (s. 3) kann mit dem einen Ende 305a der Welle 305 fest verbunden werden, während das andere Ende der Drehwelle 305 in einer Bohrung aufgenommen ist, die in einem außerhalb des Gehäuses 303 angeordneten Gaspedal-Stellungsgeber 313 ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Keilflächen 311a ist in radialer Richtung auf der Stirnseite des Rotors 311 nahe dem Wellenende 305a ausgestaltet. Die Keilflächen 311a sind in der Richtung, in welcher der Rotor 311 im Ansprechen auf ein Niederdrücken des Gaspedals 75 (s. 3) dreht, unter einem Winkel θ (s. 8), worauf später eingegangen werden wird, geneigt. An der seitlichen Fläche des Rotors 311 sind Vorsprünge 311b ausgebildet, die mit noch zu erläuternden Rippen 303c an der Innenwand des Gehäuses 303 in Anlage kommen, um die Rückstellposition des Rotors 311 zu bestimmen.
Eine Friktionsplatte 315 mit Keilflächen ist an den Keilflächen 311a des Rotors 311 angeordnet. Eine Vielzahl von Keilflächen 316 zum Eingriff mit jeweiligen Keilflächen 311a am Rotor 311 ist auf der dem Rotor 311 benachbarten Stirnfläche der Friktionsplatte 315 vorhanden. Ein mit der Drehwelle 305 koaxiales Geradstirnrad 317 ist auf der Seite der Friktionsplatte 315, die dem Wellenende 305a benachbart ist, einstückig mit der Friktionsplatte 315 ausgebildet. Das Stirnrad 317 und die Friktionsplatte 315 haben Öffnungen, die die Drehwelle 305 drehbar aufnehmen.
An der Fläche der Friktionsplatte 315 ist eine gehäuseseitige Friktionsplatte 321 angeordnet. Mit einem Abstand von 120° sind Kerben 321b im dickwandigen Randabschnitt 321a der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 ausgebildet, wie in 7 gezeigt ist. Die Kerben 321b kommen mit den an der Innenfläche des Gehäuses 303 ausgestalteten Rippen 303c in Eingriff, so dass die gehäuseseitige Friktionsplatte 321 axial mit Bezug zum Gehäuse 303 bewegbar, jedoch gegen eine Drehung relativ zum Gehäuse 303 fest ist. Gemäß der 6 erstrecken sich die Rippen 303c lediglich über einen Bereich zwischen der Bodenfläche 303b des Gehäuses 303 und der dem Wellenende 305a benachbarten Fläche der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321. Deshalb ist diese Friktionsplatte 321 zum Wellenende 305a hin lediglich über eine Strecke verschiebbar, die der Wanddicke des Randabschnitts 321a der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 entspricht, welche mit einem Loch 321c versehen ist, das zur drehbaren Aufnahme des Stirnrades 317 dimensioniert ist.
Ein Rotor 325 mit einer Friktionsfläche ist an der Fläche der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 angeordnet. Der Rotor 325 besitzt eine Bohrung 327, die so bemessen ist, dass sie die Drehwelle 305 drehbar aufnimmt. Ein Zahnkranz 329 ist an einem Wandabschnitt der Bohrung 327 nahe der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 ausgebildet und kämmt mit dem Stirnrad 317. Demzufolge drehen die Friktionsplatte 315 mit den Keilflächen und der Rotor 325 mit seiner Friktionsfläche als eine Einheit miteinander. Der Zahnkranz 329 hat eine wesentliche axiale Länge, so dass das Stirnrad 317 in der axialen Richtung längs des Zahnkranzes 329 verschiebbar ist. Die Anordnung ist derart getroffen, dass ein vorbestimmter Reibungskoeffizient μ zwischen den Flächen der Friktionsplatte 315 sowie des Rotors 325 und den Flächen der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321, die mit den erstgenannten Flächen in Berührung kommen, erzeugt wird.
In die dem Wellenende 305a benachbarte Stirnfläche des Rotors 325 sind konzentrisch mit der Bohrung 327 eine kleinkalibrige Ringkehle 335 und eine großkalibrige Ringkehle 337 eingearbeitet. Diese Ringkehlen 335 und 337 nehmen eine kleinkalibrige Feder 331 bzw. eine großkalibrige Feder 333 auf. Die beiden Kehlen 335 und 337 stehen untereinander durch einen geraden Durchgang 339 in Verbindung. Die beiden Enden 331a und 331b der kleinkalibrigen Feder 331 sind auswärts abgebogen, während die beiden Enden 333a und 333b der großkalibrigen Feder 333 einwärts abgebogen sind. Der Durchgang 339 hält die Federenden 331a und 333a der beiden Federn 331 und 333 angrenzend an den Rotor 325 mit der Friktionsfläche fest.
An der Fläche des Rotors 325, die die beiden Federn 331 und 333 aufnimmt, ist ein Verschlussstück 341 angeordnet. Wie der 6 zu entnehmen ist, hat das Verschlussstück 341 eine Bohrung 343, die groß genug bemessen ist, um die Drehwelle 305 drehbar aufzunehmen. Des weiteren besitzt das Verschlussstück 341 eine kleinkalibrige Ringkehle 345 und eine großkalibrige Ringkehle 347, die zur Bohrung 343 koaxial und imstande sind, die kleinkalibrige Feder 331 bzw. die großkalibrige Feder 333 aufzunehmen, wenn diese von der dem Rotor 325 benachbarten Stirnfläche her eingesetzt werden. Ein (nicht dargestellter) Verbindungsdurchgang, der dem Durchgang 339 gleichartig ist, ist zwischen der kleinkalibrigen Ringkehle 345 und der großkalibrigen Ringkehle 347 ausgestaltet. Dieser Verbindungsdurchgang hält die Federenden 331b und 333b der Federn 331 bzw. 333 nahe dem Wellenende 305a fest. Ein Paar von Armen 349 ragen vom Verschlussstück 341 seitwärts vor. Die Arme 349 überlagern die Arme 304 und sind an diesen mit Hilfe von Schrauben befestigt, wodurch das Verschlussstück 341 am Gehäuse 303 festgelegt ist. Diese Schrauben haben eine wesentliche Länge, so dass sie von den Flächen der Arme 349 vorstehen, und sie werden als Mittel zur Befestigung der gesamten Pedalvorrichtung 301 an einem Winkelträger 1a (s. 3) verwendet.
Zwischen der Bodenfläche 303b des Gehäuses 303 und dem Rotor 311 mit Keilflächen sowie zwischen dem Rotor 325 mit der Friktionsfläche und dem Verschlussstück 341 sind Beilag- oder Zwischenscheiben 351 bzw. 353 eingesetzt, so dass der Rotor 311 mit Keilflächen und der Rotor 325 mit der Friktionsfläche ruhig und störungsfrei drehen können.
Die Funktionsweise der Pedalvorrichtung 301 mit der oben beschriebenen Konstruktion ist folgendermaßen. Wenn der Fahrer das Gaspedal 75 niedertritt, drehen die Drehwelle 305 und der Rotor 311 mit Keilflächen in der Richtung des in 6 angegebenen Pfeils D, d.h. in der Richtung, in welcher die Keilflächen 311a des Rotors 311 geneigt sind. Aufgrund des Eingriffs zwischen den Keilflächen 311a und 316 wird ein Drehmoment E (s. 8) auf die Friktionsplatte 315 mit Keilflächen und den Rotor 325 mit der Friktionsfläche übertragen, wodurch die Federn 331 und 333 gespannt werden, um eine auf das Gaspedal 75 aufzubringende Rückstellkraft zu erzeugen.
Das Drehmoment E wird durch die miteinander kämmenden Keilflächen 311a und 316, die unter dem Winkel θ in der Drehrichtung des Moments E geneigt sind, übertragen. Folglich wird eine Kraft F (s. 8B) erzeugt, die so wirkt, dass der Rotor 311 mit Keilflächen und die Friktionsplatte 315 mit Keilflächen aufgrund der Keilwirkung zwischen den kämmenden Keilflächen 311a und 316 auseinander gedrückt werden (s. 8B).
Im Einzelnen wird, wenn das Gaspedal 75 nicht betätigt wird, kein Drehmoment auf den Rotor 311 mit Keilflächen aufgebracht, so dass die Keilflächen 311a und 316 gänzlich miteinander kämmen, wodurch der Abstand zwischen dem Rotor 311 mit Keilflächen und der Friktionsplatte 315 mit Keilflächen minimal ist. Wenn jedoch das Drehmoment E auf den Rotor 311 mit Keilflächen aufgebracht wird, wird dieses Drehmoment aufgrund der Keilwirkung in eine Drehkraft sowie die vertikale Kraft F zerlegt, die dahingehend wirkt, den Rotor 311 mit Keilflächen und die Friktionsplatte 315 mit Keilflächen voneinander zu trennen, wie in 8B gezeigt ist. Die Kraft F wird deshalb im Folgenden als "Trennkraft" bezeichnet. Die Trennkraft F wirkt so, dass sie die Friktionsplatte 315 mit Keilflächen und die gehäuseseitige Friktionsplatte 321 zum Rotor 325 mit der Friktionsfläche hin presst, wodurch die Reibungskräfte, die an und zwischen der Friktionsplatte 315 mit Keilflächen, der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 und dem Rotor 325 mit der Friktionsfläche wirken, vergrößert werden.
Eine quantitative Analyse dieses Funktionsvorgangs wird im Folgenden gegeben. Die erwähnte Drehkraft E und die erwähnte Trennkraft F, die an einem Punkt am Rotor 311 mit Keilflächen mit strahlenförmigem Verlauf r vom Zentrum des Rotors 311 wirken, werden, wenn T das auf die Drehwelle 305 als Ergebnis einer Betätigung des Gaspedals 75 aufgebrachte Drehmoment wiedergibt, folgendermaßen ausgedrückt: E = T/r, F = E/tg θ = T/(r·tg θ)Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird der Winkel θ der Neigung der Keilflächen 311a und 316 so bestimmt, dass die Bedingung r·tg θ = C (Konstante) erfüllt wird. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, eine gleichförmige Verteilung der Trennkraft F über die gesamten Bereiche der Keilflächen 311a und 316 zu erlangen.
Wenn der effektive Radius der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 mit R bezeichnet wird, wird die Gesamtreibungskraft S, die am Gaspedal 75 wirkt, durch die folgende Gleichung ausgedrückt: S = 2μ·F·R = 2μ·R·T/C (A)
Wie im Fall der ersten Ausführungsform entspricht die Gesamtreibung S dem Hysteresewert am Gaspedal 75. Somit verändert sich in der Pedalvorrichtung 301 der letztgenannten Ausführungsform die Gesamtreibungskraft S, die am Gaspedal 75 wirkt, im Verhältnis zum Drehmoment T, das auf die Drehwelle 305 aufgebracht wird, d.h. im Verhältnis zu der auf das Gaspedal 75 ausgeübten Fußdruckkraft. Folglich werden die nachstehenden Vorteile erlangt.
Die von jeder gewendelten Feder 331 und 333 erzeugte Rückstellkraft zum Zurückführen des Gaspedals 75 steigt in Übereinstimmung mit dem Ausmaß des Niedertretens des Pedals an. Gleichzeitig nimmt auch die zur Betätigung des Gaspedals 75 notwendige Fußdruckkraft, d.h. das Drehmoment T, in Übereinstimmung mit dem Anstieg in der Rückstellkraft zu. Die Gesamtreibungskraft S, die am Gaspedal 75 wirkt, wächst hierbei in Übereinstimmung mit einem Anstieg im Ausmaß des Niedertretens des Pedals an. Demzufolge wird der Hysteresewert, der in die Beziehung zwischen dem Ausmaß des Niedertretens und der Fußdruckkraft des Pedals 75 eingeführt wird, in Übereinstimmung mit einem Anstieg im Ausmaß des Niedertretens des Pedals größer wie im Zusammenhang mit der 5 beschrieben ist.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform kann das Gaspedal 75 ohne jeglichen Fehler zurückgeführt werden, selbst wenn die auf das Gaspedal 75 aufgebrachte Rückstellkraft beispielsweise aufgrund eines Ausfalls der Feder 331 oder 333 vermindert wird. Im Einzelnen wird, wenn eine der Federn 331 und 333 gebrochen ist, die auf das Pedal 75 einwirkende Rückstellkraft auf etwa die Hälfte der Rückstellkraft herabgesetzt, welche aufgebracht würde, wenn beide Federn 331 und 333 intakt wären. Gleichzeitig wird auch das für ein Niedertreten des Pedals 75 zu einem geforderten Ausmaß hin notwendige Drehmoment T auf etwa den halben Wert vermindert, der erforderlich wäre, wenn beide Federn intakt wären. Als Folge wird auch die Gesamtreibungskraft S, die dem Ausmaß im Niedertreten des Gaspedals entspricht, auf die Hälfte vermindert. Demzufolge wird auch die Fußdruckkraft, die zum Niedertreten des Pedals um einen gewünschten Wert erforderlich ist, auf nahezu die Hälfte der Kraft vermindert, welche gefordert wäre, wenn beide Federn intakt wären, und zwar sowohl in der Betriebsart, wobei die Fußdruckkraft erhöht wird, und in der Betriebsart, in welcher die Fußdruckkraft vermindert wird. Es ist deshalb möglich, das Auftreten eines Rückstellfehlers des Gaspedals, d.h. einen derartigen unerwünschten Zustand, dass das Pedal nicht zu der unbetätigten Position zurückgeführt wird, selbst wenn die Fußdruckkraft auf Null vermindert worden ist, gänzlich zu eliminieren.
Ferner bietet diese Ausführungsform dank der Tatsache, dass die Gesamtreibungskraft S ohne Rücksicht auf die Höhe der Rückstellkraft abnimmt, wann immer das Drehmoment T vermindert wird, den folgenden Vorteil.
Der vorher erwähnte Reibungskoeffizient μ kann aufgrund einer Beschädigung von beispielsweise der Fläche der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 oder der Flächen des Rotors 325 und der Friktionsplatte 315 mit Keilflächen, die die gehäuseseitige Friktionsplatte 321 berühren, abnormal groß sein.
Es sollte jedoch klar sein, dass das auf die Drehwelle 305 aufgebrachte Drehmoment T in Übereinstimmung mit dem Willen des Fahrers auf einen ausreichend niedrigen Wert herabgesetzt werden kann. Beispielsweise wird das Drehmoment T auf Null herabgesetzt, wenn der Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal 75 nimmt. In einem solchen Fall wird die Gesamtreibungskraft S auf Null vermindert, wie aus der obigen Gleichung A ersichtlicht ist. Es ist deshalb bei dieser Ausführungsform möglich, das Gaspedal ohne Fehler sicher zurückzuführen, selbst wenn der Reibungskoeffizient μ abnormal vergrößert worden ist.
Bei dieser Ausführungsform bilden die kleinkalibrige Feder 331 und die großkalibrige Feder 333 zusammen die die Rückstellkraft aufbringende Einrichtung (Rückstellkraft-Eintrageinrichtung), während die Friktionsplatte 315 mit Keilflächen, die gehäuseseitige Friktionsplatte 321 und der Rotor 325 mit der Friktionsfläche im Zusammenwirken die Einrichtung bilden, um einen Widerstand gegen eine Bewegung des Gaspedals aufzubringen (Widerstand-Eintrageinrichtung).
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird der an und zwischen der Friktionsplatte 315 mit Keilflächen, der gehäuseseitigen Friktionsplatte 321 und dem Rotor 325 mit der Friktionsfläche wirkende Druck in Übereinstimmung mit der Lagebeziehung zwischen dem Rotor 311 mit Keilflächen und der Friktionsfläche 315 mit Keilflächen verändert, wodurch eine Einregelung des Widerstandes gegen eine Bewegung des Gaspedals, d.h. der Gesamtreibungskraft S, ermöglicht wird.
9 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Pedalvorrichtung 302 als zweite Ausführungsform. Diese Pedalvorrichtung 302 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Pedalvorrichtung 301 der ersten Ausführungsform durch die Lage der Friktionsplatte 321. In 9 werden zur ersten Ausführungsform gleiche Elemente mit den bei der Vorrichtung 301 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet, so dass deren Beschreibung unterbleiben kann.
In Durchgangsbohrungen, die in jedem Arm 304 des Gehäuses 303 und in jedem Arm 349 des Verschlussstücks 341 ausgebildet sind, wird jeweils eine Buchse 360 aufgenommen, um die Arme 304 sowie 309 im Zusammenwirken mit einer Scheibe 361 zusammenzuklemmen. Die Buchse 360 hat ein Durchgangsloch, das von der vorher bereits erwähnten Schraube durchsetzt wird. Das Gehäuse 303 besitzt als einstückiges Teil von diesem einen Abschnitt, der einen Raum zur Aufnahme des Gaspedal-Stellungsgebers 313 abgrenzt. Die Öffnung dieses Raumes wird von einem Deckel 362 abgeschlossen, der angebracht wird, nachdem der Stellungsgeber 313 in dem genannten Raum untergebracht ist. Die Drehwelle 305 ist von einer Öldichtung 363 umgeben. Ein Steckanschluss 364 dient der Übertragung des Ausgangssignals vom Gaspedal-Stellungsgeber 313 nach außen.
Die wesentlichen Merkmale, die die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheiden, liegen in der Anordnung eines Rotors 365 mit Keilflächen und einer Friktionsplatte 321. Der Rotor 365 mit Keilflächen schließt zwei Teile oder Abschnitte als Einheit ein: der eine spielt dieselbe Rolle wie die Friktionsplatte 315 mit Keilflächen, die bei der ersten Ausführungsform zur Anwendung kommt, und der andere wirkt in derselben Weise wie der Rotor 325 mit der Friktionsfläche, der bei der ersten Ausführungsform verwendet wird. Eine ringförmige Friktionsplatte 321 ist zwischen ein Verschlussstück 341 und den Rotor 365 mit Keilflächen eingesetzt und am Verschlussstück 341 befestigt. Die Fläche des Rotors 365, die mit der Friktionsplatte 321 in Berührung ist, dient als eine Reibungsfläche. Alternativ kann die Friktionsplatte 321 unter der Voraussetzung weggelassen werden, dass die der Friktionsplatte 321 nahe Fläche (s. 9) des Verschlussstücks so ausgebildet ist, dass sie als Reibungsfläche wirkt.
Bei der beschriebenen zweiten Ausführungsform verändert sich die Hysterese-Charakteristik in Übereinstimmung mit der auf das Gaspedal ausgeübten Fußdruckkraft, so dass eine ausgezeichnete Gaspedalregelung erzielt werden kann. Zusätzlich wird im Vergleich mit der ersten Ausführungsform die Anzahl der Bauteile vermindert, was einen Vorteil für die Produktion darstellt.
Bei jeder der beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform können ein berührungsfreier Winkelgeber oder ein Potentiometer als der Gaspedal-Stellungsgeber verwendet werden. Der berührungsfreie Winkelgeber kann von der Art sein, die ein Hall-Element benutzt, oder von der Art sein, die einen optischen Verschlüssler einschließt. Es ist auch möglich, ein Paar von Gebern desselben Typs zu verwenden, um eine sichere Ermittlung der Gaspedalposition auch im Fall einer Störung in einem dieser Geber zu gewährleisten.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich wird, werden nach dieser Erfindung Fahrzeug-Gaspedalvorrichtungen geschaffen, bei denen die in die Beziehung zwischen dem Ausmaß des Niedertretens und der Fußdruckkraft eines Gaspedals eingeführte Hysterese-Charaktaeristik in Übereinstimmung mit einem Anstieg im Ausmaß des Niedertretens des Pedals vergrößert wird, wodurch ein bemerkenswerter Effekt geboten wird, dass nämlich eine exzellente Betriebs- und Fahrfähigkeit eines Motors über den gesamten Bereich des Ausmaßes einer Gaspedalbetätigung gewährleistet werden kann.
Insbesondere bringt die Erfindung eine Wirkung hervor, dass, selbst wenn die auf das Gaspedal aufgebrachte Rückstellkraft aufgrund einer Störung oder eines Fehlers vermindert wird, gegen eine Bewegung am Gaspedal ein Widerstand mit einem Wert erzeugt wird, der auf einen Wert vermindert ist, welcher dem Wert der Rückstellkraft nach der Verminderung angepasst ist. Es ist deshalb möglich, das Gaspedal sicher selbst in dem Fall einer ungewollten Verminderung der Rückstellkraft aufgrund eines Schadens zurückzuführen.
Die Erfindung bietet zudem einen Vorteil insofern, als, selbst wenn der Widerstand gegen eine Bewegung des Gaspedals sich beispielsweise aufgrund einer langen Betriebszeit erhöht hat, der Widerstand auf einen Wert unter den der Rückstellkraft vermindert werden kann, indem die Fußdruckkraft auf das Pedal auf ein ausreichend kleines Niveau herabgesetzt wird, wodurch gewährleistet ist, dass das Gaspedal zur unbetätigten Position ohne Fehler zurückgeführt werden kann.

Claims

Fahrzeug-Gaspedalvorrichtung, mit: einem mit einem Gaspedal (75) verbundenen Schwenkelement (311), das in Antwort auf das Niedertreten des Gaspedals verschwenkt, einer Rückstellfedereinrichtung (331, 333), die auf das Gaspedal eine Rückstellkraft aufbringt, die mit Zunahme des Grads des Niedertretens des Gaspedals zunimmt, und mindestens einem Reibelement (315, 325; 365), um einer Bewegung des Gaspedals einen Widerstand entgegenzusetzen, dessen Wert mit Zunahme der auf das Gaspedal ausgeübten Fußdruckkraft zunimmt, wobei das Schwenkelement (311) und das mindestens eine Reibelement (315, 325; 365) über einen von der Rückstellfedereinrichtung (331, 333) beaufschlagten Mechanismus (311a, 316) gekoppelt sind, der das mindestens eine Reibelement (315, 325; 365) mit zunehmender Fußdruckkraft zunehmend gegen mindestens eine Reibfläche (321) vorspannt.
Gaspedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus ein Keilmechanismus (311a, 316) ist, der ein von der Rückstellfedereinrichtung (331, 333) beaufschlagtes Druckstück (315; 365) und das Schwenkelement (311) umfasst, die an Keilflächen (311a, 316) in gegenseitiger Anlage sind und sich in Antwort auf die Fußdruckkraft den Keilflächen (311a, 316) folgend relativ zueinander verlagern.
Gaspedalvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (315; 365) über eine als Reibungsfläche ausgebildete Fläche des Druckstücks (315, 365) mit einer Reibfläche (321) zusammenwirkt.
Gaspedalvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche von einer an einem Gehäuse (303) der Gaspedalvorrichtung drehfest gehaltenen Friktionsplatte (321) gebildet ist.
Gaspedalvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfedereinrichtung ein Doppelfedersystem mit zwei parallel geschalteten Federn (331, 333) umfasst.
Gaspedalvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel geschalteten Federn gewendelte Torsionsfedern (331, 333) sind, die koaxial zueinander angeordnet sind und in Übereinstimmung mit der Betätigung des Gaspedals verdreht werden.