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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer von einer Bedienungsperson
zu betätigenden Stelleinrichtung,
welche zumindest mittelbar das Drehmoment, die Beschleunigung oder
den Kraftstoffdurchsatz eines Motors beeinflusst, wobei die Stelleinrichtung
gegen die Kraft mindestens eines Rückstellmittels betätigbar ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Zubehör für ein Kraftfahrzeug mit Gaspedal
(als Stelleinrichtung).
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PKWs
weisen als Stelleinrichtung ein Gaspedal auf, welches vom Fahrer
mit dem Fuß bedient wird.
Andere Fahrzeuge können ähnliche
von einer Bedienungsperson zu betätigende Stelleinrichtungen aufweisen.
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Der
Energieverbrauch für
den Antrieb des Fahrzeugs hängt
zumindest mittelbar vom Ausmaß der
Betätigung
der Stelleinrichtung bzw. von der Bewegung des Gaspedals ab. Je
weiter dieses in Richtung auf ein Bodenblech des Fahrzeugs heruntergetreten
wird, um so mehr Energie wird aufgewendet um das Fahrzeug anzutreiben.
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Besonders ökonomisch
ist eine Fahrweise, bei der das Gaspedal zum Anfahren oder Beschleunigen,
insbesondere bei großvolumigen
Verbrennungsmotoren, nicht bis zum Anschlag betätigt wird. Höhere Drehzahlen
mit ungünstigem
spezifischen Energieverbrauch und eine erhöhte Abnutzung der Reifen werden
so vermieden.
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Leistungsstarke
Motoren verleiten den Fahrer unter Umständen gerade in der Stadt beim
Beschleunigen zu einer Überschreitung
der zulässigen Höchstgeschwindigkeit.
Dies kann auch durch zeitweise Unachtsamkeit geschehen.
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Der
Fahrer kann die genannten Nachteile vermeiden, wenn er sich auf
die Bedienung der Stelleinrichtung bzw. des Gaspedals konzentriert,
beispielsweise in Verbindung mit der Beobachtung einer Verbrauchsanzeige.
Dies ist aufwendig und auch nicht immer durchführbar, da der Verkehr im Normalfall
die volle Aufmerksamkeit des Fahrers verlangt.
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Mit
der vorliegenden Erfindung soll für die Bedienungsperson ein
Hilfsmittel zur Begrenzung des Energieverbrauchs beim Betätigen der
Stelleinrichtung zur Verfügung
gestellt werden.
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Das
erfindungsgemäße Kraftfahrzeug
ist gekennzeichnet durch ein Rückstellmittel
mit verstellbarer Kraft. Die Stelleinrichtung bzw. das Gaspedal
wird üblicherweise
von der Bedienungsperson gegen die Rückstellkraft des Rückstellmittels
bewegt. Grundsätzlich
soll die Stelleinrichtung leicht betätigbar sein, um dem Fahrer
die Bedienung zu erleichtern. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass
die Rückstellkraft
des Rückstellmittels
veränderbar
ist, um so der Kraft der Bedienungsperson zeitweise eine höhere Kraft
entgegenstellen zu können.
Bei höherer
Rückstellkraft
wird die Bedienungsperson von sich aus eine stärkere Betätigung der Stelleinrichtung
vermeiden und so automatisch einen geringeren Energieverbrauch beim
Beschleunigen erzielen. Vorzugsweise soll die Verstellung der Rückstellkraft
durch die Bedienungsperson selbst erfolgen.
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Vorteilhafterweise
ist das verstellbare Rückstellmittel
zusätzlich
zu einem weiteren Rückstellmittel
vorhanden. Ein Gaspedal eines Kraftfahrzeugs weist üblicherweise
eine Rückstellfeder
auf, die in diesem Fall als weiteres Rückstellmittel angesehen wird.
Das verstellbare Rückstellmittel
ist dann zusätzlich
vorhanden. Die Rückstellkräfte des
verstellbaren Rückstellmittels
und des weiteren Rückstellmittels addieren
sich.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das verstellbare Rückstellmittel
erst wirksam, nachdem die Stelleinrichtung einen bestimmten Weg
oder Winkel gegen die Rückstellkraft
des weiteren Rückstellmittels überwunden
hat. Demnach ist zunächst
nur die Rückstellkraft
des weiteren Rückstellmittels
wirksam. Erst nach weitergehender Betätigung der Stelleinrichtung
kommt die Rückstellkraft des
verstellbaren Rückstellmittels hinzu.
Dadurch ergibt sich für
die Bedienungsperson der Eindruck eines Kraftsprungs in der Rückstellkraft
beim „Gasgeben". Durch das verstellbare
Rückstellmittel
kann dieser Kraftsprung verändert
oder sogar auf Null reduziert werden, so dass nur noch die Rückstellkraft des
weiteren Rückstellmittels
wirksam ist. Der vorhandene Kraftsprung signalisiert der Bedienungsperson,
dass die Betätigung
der Stelleinrichtung möglichst
nur bis zu diesem Punkt ökonomisch
sinnvoll ist. Vorzugsweise ist über
das verstellbare Rückstellmittel
auch der Ort des Kraftsprungs entlang des Betätigungsweges der Stelleinrichtung
einstellbar.
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Vorteilhafterweise
ist eine von der Bedienungsperson zu betätigende Betätigungseinrichtung zum Verstellen
des verstellbaren Rückstellmittels vorgesehen.
Die Bedienungsperson hat damit die volle Gewalt über die Funktion des verstellbaren Rückstellmittels
und kann dieses den individuellen Bedürfnissen anpassen.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung enthält das verstellbare Rückstellmittel
ein komprimierbares Gasvolumen. Vorzugsweise handelt es sich dabei
um Luft. Das Gasvolumen wirkt als Feder gegen die Betätigung der
Stelleinrichtung. Vorzugsweise ist der Druck des Gasvolumens im
Rückstellmittel
verstellbar. Alternativ oder zusätzlich
kann das Gasvolumen durch Aufblasen vergrößert werden oder bei Bedarf
abgelassen werden.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung weist das verstellbare Rückstellmittel
oder ein hiermit verbundenes Volumen ein Überdruckventil auf. Bei Erreichen
eines bestimmten Druckes im Gasvolumen öffnet das Überdruckventil und ermöglicht so
eine nicht weiter zunehmende Rückstellkraft. Dies
erleichtert die Bedienung der Stelleinrichtung in Extremsituationen,
etwa beim plötzlich
notwendigen starken Beschleunigen.
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Vorteilhafterweise
ist das verstellbare Rückstellmittel
ein Gasbehälter
mit flexiblen, insbesondere elastischen Wandungen. Mindestens eine
der Wandungen wird von der Stelleinrichtung beaufschlagt. Die wirksame
Rückstellkraft
ist abhängig vom
Gasdruck und von der Verformung der Wandungen des Gasbehälters. Vorzugsweise
ist der Gasbehälter
kissenartig ausgebildet, insbesondere aus Gummi oder gummiartigem
Werkstoff oder aus gasdichtem Gewebe, ähnlich der Armmanschette eines Blutdruckmessgerätes.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das verstellbare Rückstellmittel über eine Leitung
mit einer Gasquelle verbunden. Letztere ist vorzugsweise eine Luftpumpe, die
als Betätigungseinrichtung
für das
verstellbare Rückstellmittel
wirkt. Als Luftpumpe ist beispielsweise ein Gummiball wie bei einem
Blutdruckmessgerät
mit Armmanschette vorgesehen.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung weist das verstellbare Rückstellmittel
oder ein hiermit verbundenes Volumen eine Druckanzeige auf. Vorzugsweise
ist die Druckanzeige an der Betätigungseinrichtung
angeordnet. Bei der Druckanzeige kann es sich um ein Manometer oder
um eine einfachere Anzeige für
die Bedienungsperson handeln.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung weist das verstellbare Rückstellmittel
oder ein hiermit verbundenes Volumen ein betätigbares Auslassventil auf.
Der Druck des Gasvolumens kann durch das Auslassventil kontrolliert
oder in kürzester Zeit
reduziert werden, insbesondere durch die Bedienungsperson.
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Die
voranstehend beschriebene Erfindung kann auch als Zubehör für ein Kraftfahrzeug
mit Gaspedal vorgesehen sein. Das Zubehör besteht dann aus einem Rückstellmittel
für das
Gaspedal, wobei eine Rückstellkraft
des Rückstellmittels
verstellbar ist. Das Zubehör
ist insbesondere zur Nachrüstung des
Kraftfahrzeugs vorgesehen.
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Vorteilhafterweise
sind Haltemittel zur Anordnung des Rückstellmittels in einem Raum
hinter dem Gaspedal vorgesehen. Insbesondere sind die Haltemittel
derart ausgebildet, dass eine Fixierung des Rückstellmittels zwischen Gaspedal
und Bodenblech oder benachbarter Wandung des Kraftfahrzeugs möglich ist.
Denkbar ist auch eine Befestigung des Rückstellmittels am Gaspedal.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
aus der Beschreibung im Übrigen.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Fußraumes in einem Kraftfahrzeug
mit Gaspedal und Bodenblech und Rückstellmittel,
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2 eine
Darstellung analog 1, jedoch mit einer anderen
Ausführungsform
eines Rückstellmittels,
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3 ein
Weg-Kraft-Diagram zur Erläuterung
des Kraftsprungs durch das bzw. die Rückstellmittel.
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Im
Fußraum 10 eines
Kraftfahrzeugs ist als Stelleinrichtung ein Gaspedal 11 um
einen unteren Umlenkpunkt 12 schwenkbar angeordnet. Die
von einem Fahrer als Bedienungsperson ausgelöste Schwenkbewegung des Gaspedals 11 ist
mit dem Pfeil 13 dargestellt.
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Der
Umlenkpunkt 12 liegt auf einem Bodenblech 14.
Zwischen Gaspedal 11 und einer an das Bodenblech 14 anschließenden,
schräg
aufwärts
gerichteten Fußraumwandung 15 ist
ein keilförmiger Spalt
gebildet, in dem das Gaspedal 11 hin- und herbewegbar ist.
Bei der Bewegung des Gaspedals 11 in Richtung des Pfeils 13,
also in Richtung auf die Fußraumwandung 15,
muss der Fahrer die Rückstellkraft eines
Rückstellmittels 16 überwinden,
welches beispielsweise eine Druckfeder ist.
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An
der Fußraumwandung 15 ist
ein Anschlag 17 vorgesehen, gegen den das Gaspedal 11 maximal bewegbar
ist, so dass auch bei vollständig
niedergetretenem Gaspedal 11 ein Restspalt zwischen Gaspedal 11 und
Fußraumwandung 15 verbleibt.
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In
dem Spalt zwischen Gaspedal und Fußraumwandung 15 ist
zusätzlich
zum Rückstellmittel 16 ein
verstellbares Rückstellmittel 18 angeordnet, welches
hier als kissenförmiger
Druckluftspeicher ausgebildet ist. Das verstellbare Rückstellmittel 18 ist vorzugsweise
entweder an der Fußraumwandung 15 oder
am Gaspedal 11 befestigt. Die Befestigung ist in den Figuren
nicht gezeigt. Beispielsweise ist das Rückstellmittel 18 über eine
nicht gezeigte Klettverbindung mit der Fußraumwandung 15 verbunden. Ein
entsprechender Klettstreifen kann auf die Fußraumwandung 15 aufgeklebt
sein. Das Rückstellmittel 18 weist
dann einen korrespondierenden Klettstreifen auf. Das verstellbare
Rückstellmittel 18 kann auch
am Gaspedal 11 befestigt sein, beispielsweise durch einen
nicht gezeigten Gurt.
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Die
Abmessung des verstellbaren Rückstellmittels 18 parallel
zur Richtung des Pfeils 13 ist hier auch druckabhängig und
stets geringer als der maximale Abstand des Gaspedals 11 von
der Fußraumwandung 15.
Dadurch wird das verstellbare Rückstellmittel 18 erst
wirksam, nachdem das Gaspedal 11 um einen bestimmten Weg
oder Winkel aus der in den Figuren gezeigten Ausgangsstellung heraus
bewegt wurde.
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Das
verstellbare Rückstellmittel 18 ist über eine
Druckleitung 19 mit einer vom Fahrer zu betätigenden
Betätigungseinrichtung 20 verbunden.
Diese ist im vorliegenden Beispiel als Luftpumpe nach Art eines
Gummiballs wie bei einem Blutdruckmessgerät ausgebildet. Durch Betätigung des
Gummiballs wird Luft in das verstellbare Rückstellmittel 18 gepumpt, erhöht dort
den Innendruck und vergrößert so
die hiervon ausgehende Rückstellkraft
auf das Gaspedal 11.
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Der
Betätigungseinrichtung 20 ist
eine Armatur 21 mit einem Auslassventil 22 und
einem Betätigungselement 23 hierfür zugeordnet.
An die Armatur 21 angeschlossen ist außerdem eine Druckanzeige 24,
etwa ein Zeiger-Manometer.
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Die
Betätigungseinrichtung 20 kann
im Innenraum des Kraftfahrzeugs an einer für den Fahrer gut erreichbaren
und einsehbaren Stelle angeordnet sein, beispielsweise an oder auf
einer Mittelkonsole oder zwischen Mittelkonsole und Fahrersitz oder nahe
einem Schalthebel. Die Druckleitung 19 ist entsprechend
konfiguriert und verlegt.
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Der
Fahrer kann durch Betätigen
der Einrichtung 20 und des Betätigungselements 23 den
Druck im verstellbaren Rückstellmittel
und damit auch die wirksame Dicke desselben individuell einstellen
und beispielsweise an die Verkehrsverhältnisse anpassen.
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Dem
verstellbaren Rückstellmittel 18 ist
hier noch ein Überdruckventil 25 zugeordnet.
Dieses verhindert einen zerstörerischen Überdruck
im verstellbaren Rückstellmittel 18 auch
beim Betätigen
des Gaspedals 11 und begrenzt zugleich die wirksame Rückstellkraft.
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Der
Anschlag 17 verhindert, dass das verstellbare Rückstellmittel 18 durch
das Gaspedal 11 zu stark zusammengedrückt wird.
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In
den Figuren nicht gezeigt sind die Mittel zur Übertragung der Gaspedalbewegung
an eine Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs. Diese Mittel sind bekannt
und müssen
nicht weiter erläutert
werden. Beispielsweise kann ein Hebelgetriebe oder Gestänge vorgesehen
sein.
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3 zeigt
die insgesamt auftretende Rückstellkraft
beim Betätigen
des Gaspedals 11. Über
einen ersten Weg oder Winkel bzw. Abschnitt ist nur die Rückstellkraft 26 des
Rückstellmittels 16 wirksam. Sobald
das Gaspedal 11 etwas weiter bewegt wird, nämlich über eine
Schwelle 27, wirkt zusätzlich
die Rückstellkraft
des verstellbaren Rückstellelements 18.
Daraus ergibt sich eine resultierende Rückstellkraft 28. An
der Schwelle 27 liegt ein Kraftsprung vor, der vom Fahrer
bei der Betätigung
des Gaspedals 11 deutlich wahrgenommen wird und je nach
Größe des Kraftsprungs
dazu führen
kann, dass das Gaspedal 11 nur bis zur Schwelle 27 betätigt wird.
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Die
Weglängen
der beiden Abschnitte vor und hinter dem Kraftsprung verteilen sich
auf die insgesamt mögliche
Bewegung des Gaspedals 11 beispielsweise 1/3 zu 2/3, 1/2
zu 1/2 oder 2/3 zu 1/3. Andere Wegverhältnisse sind möglich und
durch entsprechende Gestaltung des Rückstellmittels 18 leicht konfigurierbar.
Der erste Abschnitt kann auch die Länge null haben.
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Bei
geöffnetem
Auslassventil 22 wird die Rückstellkraft des verstellbaren
Rückstellmittels 18 minimal
oder sogar gleich Null. Die resultierende Rückstellkraft 28 ist
dann gleich der Rückstellkraft des
Rückstellmittels 16,
so dass an der Schwelle 27 kein Kraftsprung vorliegt.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform
des verstellbaren Rückstellmittels 18,
nämlich eine
Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem aus einem Zylinder 30 ausfahrbaren
Kolben 29. Der Zylinder 30 ist hier auf der Fußraumwandung 15 befestigt, so
dass der Kolben 29 gegen die Richtung des Pfeils 13 ausfahrbar
ist. Umgekehrt ist auch eine Befestigung des Zylinders 30 am
Gaspedal 11 oder ein Vertauschen von Zylinder und Kolben
möglich.
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An
den Zylinder 30 ist die Druckleitung 19 angeschlossen.
Außerdem
weist der Zylinder 30 das Überdruckventil 25 auf.
Ein Anschlag entsprechend Anschlag 17 in 1 ist
hier nicht erforderlich, da sich aus der Funktionalität von Zylinder 30 und
Kolben 29 bereits ein Anschlag für das Gaspedal 11 ergibt.
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In
der maximal ausgefahrenen Stellung des Kolbens 29, wie
in 2 gezeigt, besteht ein deutlicher Abstand zum
Gaspedal 11 (in dessen Nullstellung). Beim Betätigen des
Gaspedals 11 muss zunächst
nur die Rückstellkraft
des Rückstellmittels 16 überwunden
werden. Erst nach Erreichen des Kolbens 29 wirkt auch dieser
als (verstellbares) Rückstellmittel.
Der Abstand ist aber nicht zwingend.
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Der
Zylinder 30 ist vorzugsweise auf der Fußraumwandung 15 befestigt,
etwa durch Schrauben, Schweißen,
Nieten oder Kleben.
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In
die Kolben-Zylinder-Anordnung kann eine Rückholfeder integriert sein,
so dass die bereits ausgefahrene Länge des Kolbens vom Gasdruck
abhängig
ist. Möglich
ist auch eine Ausführung
ohne Feder, mit der Folge, dass der Kolben schon bei geringem Druck
stets dieselbe Endposition einnimmt, an der auch für den Fahrer
der Kraftsprung spürbar
ist.
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- 10
- Fußraum
- 11
- Gaspedal
- 12
- Umlenkpunkt
- 13
- Pfeil
- 14
- Bodenblech
- 15
- Fußraumwandung
- 16
- Rückstellmittel
- 17
- Anschlag
- 18
- verstellbares
Rückstellmittel
- 19
- Druckleitung
- 20
- Betätigungseinrichtung
- 21
- Armatur
- 22
- Auslassventil
- 23
- Betätigungselement
- 24
- Druckanzeige
- 25
- Überdruckventil
- 26
- Rückstellkraft
- 27
- Schwelle
- 28
- resultierende
Rückstellkraft
- 29
- Kolben
- 30
- Zylinder