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Die Erfindung betrifft eine Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher die Pedalkraft und der Pedalhub verstellt werden können.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug von einem Orgeltyp, wie in der
KR 10-2010-0 063 453 A der
KR 10-2010-0 063 453 A der
KR 10-2010-0 063 453 A offenbart ist, wobei die Fahrpedalvorrichtung ein Pedalarmgehäuse 1, das an einem Fahrzeugkarosseriepaneel in einem unteren Bereich vor einem Fahrersitz befestigt ist, einen Pedalarm 2, dessen eines Ende mit dem Pedalarmgehäuse 1 drehbar gekuppelt ist, einen Pedalhalter 3, der an einem Bodenpaneel in einem unteren Bereich vor dem Fahrersitz befestigt ist, und eine Pedalauflage 4 aufweist, deren eines Ende mit dem Pedalhalter 3 drehgelenkig gekuppelt ist und die mit dem Pedalarm 2 kugelgelenkig verbunden ist.
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Hier ist eine Federplatte 5 mit dem einen Ende des Pedalarmes 2 gekuppelt, das in dem Pedalarmgehäuse 1 angeordnet ist, und das eine Ende einer Feder 6 ist an der Federplatte 5 abgestützt, während das andere Ende der Feder 6 an dem Pedalarmgehäuse 1 abgestützt ist.
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Dementsprechend wird bei der herkömmlichen Fahrpedalvorrichtung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, die Feder 6 federnd zusammengedrückt, um eine Pedalkraft auf die Pedalauflage 4 auszuüben, wenn sich der Pedalarm 2 über eine Gelenkwelle 7 in Bezug auf das Pedalarmgehäuse 1 dreht.
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Jedoch kann bei der herkömmlichen Fahrpedalvorrichtung, da die Feder 6 mit einem im Voraus festgelegten Federkoeffizienten zur Erfüllung der internationalen Sicherheitsbestimmungen verwendet werden muss, die Pedalkraft nicht verstellt werden, wenn nicht die Feder durch eine neue ersetzt wird.
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Ferner kann bei der herkömmlichen Fahrpedalvorrichtung, da der Hub des Pedalarmes 2 durch einen Kontakt mit dem Pedalarmgehäuse 1 bestimmt wird, wenn sich der Pedalarm 2 um die Gelenkwelle 7 dreht, der Drehwinkel des Pedalarmes 2 bei der Fahrpedalvorrichtung, die entsprechend verschiedenen Fahrzeugen hergestellt wird, nicht variiert werden, so dass es keine Wahl gibt, den Hub des Pedalarmes 2 nach Bedarf zu variieren, um der Bevorzugung eines Fahrers gerecht zu werden.
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Die
DE 10 2010 029 199 A1 beschreibt eine Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend ein Pedalkraftstellmodul mit einer Feder, deren eines Ende an dem einen Ende eines Pedalarmes abgestützt ist, das in einem Pedalarmgehäuse angeordnet ist, einem Federbefestigungsblock, welcher derart vorgesehen ist, dass er das andere Ende der Feder abstützt, einem Motor, der an der Innenseite des Pedalarmgehäuses befestigt ist, und einem Leistungsübertragungsmechanismus, der die Leistung von dem Motor an den Federbefestigungsblock überträgt und den Federbefestigungsblock für eine zu variierende Länge der Feder bewegt.
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Eine weitere Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug ist aus der
KR 10 2010 0 064 075 A bekannt.
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Mit der Erfindung wird eine Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, bei der die Pedalkraft und der Pedalhub entsprechend einem Fahrzustand und einer Kondition und Schrägstellung des Fahrers verstellt werden können, und die weithin bei verschiedenen Fahrzeugtypen angewendet werden kann.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Fahrpedalvorrichtung nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung weist eine Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug ein Pedalkraftstellmodul auf, das versehen ist mit einer Feder, deren eines Ende an dem einen Ende eines Pedalarmes abgestützt ist, das in einem Pedalarmgehäuse angeordnet ist, einem Federbefestigungsblock, welcher derart vorgesehen ist, dass er das andere Ende der Feder abstützt, einem Motor, der an der Innenseite des Pedalarmgehäuses befestigt ist, und einem Leistungsübertragungsmechanismus, der die Leistung von dem Motor an den Federbefestigungsblock überträgt und den Federbefestigungsblock für eine zu variierende Länge der Feder bewegt.
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Die Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug kann ferner ein Pedalhubstellmodul aufweisen, das versehen ist mit einem Pedalarmanschlag, der in dem Pedalarmgehäuse derart vorgesehen ist, dass er einen Hub des Pedalarmes durch einen Kontakt mit diesem definiert, wenn sich der Pedalarm um die Gelenkwelle dreht, und einem Anschlagbetätigungsmechanismus, der in dem Pedalarmgehäuse derart vorgesehen ist, dass er den Pedalarmanschlag kontaktiert und eine von dem Pedalarmgehäuse vorstehende Länge des Pedalarmanschlages variiert.
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Der Leistungsübertragungsmechanismus weist eine Mehrzahl von Schnecken und eine Mehrzahl von Schneckenrädern auf, die den Motor und den Federbefestigungsblock zum Übertragen von Leistung miteinander kuppeln. Ein Spindelbolzen, an dessen Außenumfangsfläche eine Mehrzahl von Gewindenuten ausgebildet sind, ist einstückig von einer Mitte des mit dem Federbefestigungsblock zu kuppelnden Schneckenrades vorstehend ausgebildet. Eine Mehrzahl von Kupplungsnuten, die als Gewindenuten ausgeführt sind, sind an einer Innenumfangsfläche des Federbefestigungsblockes derart ausgebildet, dass sie mit dem Spindelbolzen verschraubt werden können. Der Federbefestigungsblock wird entlang dem Spindelbolzen linear bewegt, wenn sich das Schneckenrad dreht.
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Der Anschlagbetätigungsmechanismus kann ein Bolzengehäuse, das an dem Pedalarmgehäuse befestigt ist, einen Gewindebolzen, der in Bezug auf das Bolzengehäuse als Welle drehbar vorgesehen ist und an dessen Außenumfangsfläche eine Mehrzahl von Gewindenuten entlang einer Längsrichtung ausgebildet sind, und einen beweglichen Block aufweisen, der mit dem Gewindebolzen verschraubt ist und den Pedalarmanschlag derart kontaktiert, dass er die vorstehende Länge des Pedalarmanschlages variiert, während er sich entlang dem Gewindebolzen linear bewegt, wenn sich der Gewindebolzen als Welle dreht.
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Eine Bodenfläche des Pedalarmanschlages und eine obere Fläche des beweglichen Blockes können mit Schrägflächen versehen sein, welche dieselben Neigungswinkel haben, so dass sie in Flächenkontakt miteinander stehen.
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Eine Kupplungsstange kann einstückig an dem beweglichen Block vorgesehen sein, und ein Magnet kann mit dem einen Ende der Kupplungsstange gekuppelt sein, wobei eine Lage des Magneten von einem Pedalpositionssensor erfasst wird, wenn sich der bewegliche Block entlang dem Gewindebolzen bewegt.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Fahrpedalvorrichtung;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer mit einem Pedalkraftstellmodul und einem Pedalhubstellmodul versehenen Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung;
- 3 einen Ansicht der Innenseite eines Pedalarmgehäuses der Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung;
- 4 und 5 perspektivische Ansichten eines Pedalkraftstellmoduls der Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung;
- 6 eine perspektivische Ansicht eines Pedalhubstellmoduls der Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung; und
- 7 und 8 Ansichten zur Erläuterung des Betriebs des Pedalhubstellmoduls der Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit Bezug auf die 2 bis 8 weist eine Fahrpedalvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung ein Pedalarmgehäuse 1, das an einem Fahrzeugkarosseriepaneel in einem unteren Bereich vor einem Fahrersitz befestigt ist, einen Pedalarm 2, dessen eines Ende mit dem Pedalarmgehäuse 1 drehbar gekuppelt ist, einen Pedalhalter 3, der an einem Bodenpaneel in einem unteren Bereich vor dem Fahrersitz befestigt ist, und eine Pedalauflage 4 auf, deren eines Ende mit dem Pedalhalter 3 drehgelenkig gekuppelt ist und die mit dem Pedalarm 2 kugelgelenkig verbunden ist.
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Währenddessen ist eine Federplatte 5 (3) mit dem einen Ende des Pedalarmes 2 gekuppelt, das in dem Pedalarmgehäuse 1 angeordnet ist, und der Pedalarm 2 dreht sich über eine Gelenkwelle 7 in Bezug auf das Pedalarmgehäuse 1.
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Die Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung weist ein Pedalkraftstellmodul 10 und ein Pedalhubstellmodul 30 auf, wobei das Pedalkraftstellmodul 10 eine Feder 11, deren eines Ende an dem einen Ende des Pedalarmes 2 abgestützt ist, das in dem Pedalarmgehäuse 1 angeordnet ist, einen Federbefestigungsblock 12, welcher derart angeordnet ist, dass er das andere Ende der Feder 11 abstützt, einen Motor 13, der an dem Pedalarmgehäuse 1 befestigt ist, und einen Leistungsübertragungsmechanismus 14 aufweist, der die Leistung von dem Motor 13 an den Federbefestigungsblock 12 überträgt und den Federbefestigungsblock 12 für eine zu variierende Länge der Feder 11 bewegt.
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Hier kann die Feder 11 derart angeordnet sein, dass sie direkt an dem einen Ende des Pedalarmes 2 abgestützt ist oder, wie in den 3 und 4 gezeigt, mit ihrem unteren Ende an der Federplatte 5 abgestützt ist, die mit dem einen Ende des Pedalarmes 2 gekuppelt ist, das in dem Pedalarmgehäuse 1 angeordnet ist.
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Dementsprechend kann, wenn sich der Pedalarm 2 um die Gelenkwelle 7 dreht, die Feder 11 zwischen der Federplatte 5 und dem Federbefestigungsblock 12 federnd zusammengedrückt werden, und während der elastischen Kompression der Feder kann über den Pedalarm 2 eine Pedalkraft auf die Pedalauflage 4 ausgeübt werden.
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Der Leistungsübertragungsmechanismus 14 ist derart angeordnet, dass er den Motor 13 mit dem Federbefestigungsblock 12 kuppelt, um die Leistung von dem Motor 13 an den Federbefestigungsblock 12 zu übertragen. Der Leistungsübertragungsmechanismus 14 weist eine erste Schnecke 15, die einstückig mit einer Welle des Motors 13 gekuppelt ist, ein erstes Schneckenrad 16, das mit der ersten Schnecke 15 drehbar im Eingriff steht, eine zweite Schnecke 17, die einstückig mit einer Mitte des ersten Schneckenrades 16 gekuppelt ist, ein zweites Schneckenrad 18, das mit der zweiten Schnecke 17 drehbar im Eingriff steht, und einen Spindelbolzen 19 auf, der einstückig von einer Mitte des zweiten Schneckenrades 18 vorsteht und an dessen Außenumfangsfläche eine Mehrzahl von Gewindenuten ausgebildet sind.
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Ferner sind an einer Innenumfangsfläche des Federbefestigungsblockes 12 eine Mehrzahl von Kupplungsnuten 12a ausgebildet, die als Gewindenuten ausgeführt sind und mit dem Spindelbolzen 19 verschraubt sind. Wenn sich das zweite Schneckenrad 18 dreht, wird der Federbefestigungsblock 12 entlang dem Spindelbolzen 19 linear bewegt, so dass die Länge der Feder 11 durch eine Bewegung des Federbefestigungsblockes 12 variiert werden kann, um die Pedalkraft des Fahrpedals zu variieren.
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Der Betrieb des Motors 13 kann von einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) entsprechend einem Fahrzustand, einer Kondition und Schrägstellung des Fahrers usw. gesteuert werden.
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Währenddessen weist das Pedalhubstellmodul 30 einen Pedalarmanschlag 31, der in dem Pedalarmgehäuse 1 vorgesehen ist, um einen Hub des Pedalarmes 2 durch einen Kontakt mit diesem zu definieren, wenn sich der Pedalarm 2 um die Gelenkwelle 7 dreht, und einen Anschlagbetätigungsmechanismus 32 auf, der in dem Pedalarmgehäuse 1 derart vorgesehen ist, dass er den Pedalarmanschlag 31 kontaktiert, um die von dem Pedalarmgehäuse 1 vorstehende Länge des Pedalarmanschlages 31 zu variieren.
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Der Anschlagbetätigungsmechanismus 32 weist ein Bolzengehäuse 33, das an dem Pedalarmgehäuse 1 befestigt ist, einen Gewindebolzen 35, dessen beide Enden als Welle drehbar über Lager 34 an dem Bolzengehäuse 33 vorgesehen sind und an dessen Außenumfangsfläche eine Mehrzahl von Gewindenuten entlang einer Längsrichtung ausgebildet sind, und einen beweglichen Block 36 auf, der mit dem Gewindebolzen 35 verschraubt ist und den Pedalarmanschlag 31 kontaktiert. Der bewegliche Block 36 bewegt sich linear entlang dem Gewindebolzen 35, wenn sich der Gewindebolzen 35 als Welle dreht, um die von dem Pedalarmgehäuse 1 vorstehende Länge des Pedalarmanschlages 31 zu variieren.
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Hier sind eine Bodenfläche des Pedalarmanschlages 31 und eine obere Fläche des beweglichen Blockes 36 mit Schrägflächen 31a, 36a versehen, welche dieselben Neigungswinkel haben, so dass sie in Flächenkontakt miteinander stehen.
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Das Pedalhubstellmodul 30 kann entsprechend dem Bedarf einer Bedienperson passiv betrieben werden, und zu diesem Zweck ist ein Werkzeugschlitz 35a eines Kreuztyps oder eines Linientyps in der einen Stirnfläche des Gewindebolzens 35 ausgebildet.
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Eine Kupplungsstange 37 ist einstückig an dem beweglichen Block 36 vorgesehen, und ein Magnet 38 ist mit dem einen Ende der Kupplungsstange 37 gekuppelt. Ein Pedalpositionssensor erfasst die Lage des Magneten 38, wenn der bewegliche Block 36 entlang dem Gewindebolzen 35 bewegt wird, um einen Hubbereich einer Pedalbetätigung zu variieren.
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Nachfolgend wird der Betrieb der Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
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Zuerst wird eine Verstellung der Pedalkraft eines Fahrpedals beschrieben.
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Der Motor 13 wird mit einer Steuerung von einer Steuereinrichtung betrieben, und die Leistung von dem Motor 13 wird über die Schnecken 15, 17, die Schneckenräder 16, 18 und den Spindelbolzen 19 an den Federbefestigungsblock 12 übertragen, und dann wird der Federbefestigungsblock 12 entlang dem Spindelbolzen 19 aus dem in 3 gezeigten Zustand angehoben oder abgesenkt.
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Wenn der Federbefestigungsblock 12 entlang dem Spindelbolzen 19 angehoben wird (in Richtung von der Federplatte 5 weg), wird die Feder 11 durch eine federnde Rückstellkraft variiert, so dass deren Gesamtlänge größer wird und gleichzeitig die auf den Pedalarm 2 ausgeübte Federkraft reduziert wird, wodurch die Pedalkraft des Fahrpedals verringert wird.
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Im Gegensatz dazu wird, wenn der Federblock 12 entlang dem Spindelbolzen 19 abgesenkt wird (in Richtung auf die Federplatte 5 zu), die Feder 11 zusammengedrückt, so dass deren Gesamtlänge kleiner wird und gleichzeitig die auf den Pedalarm 2 ausgeübte Federkraft erhöht wird, wodurch die Pedalkraft des Fahrpedals vergrößert wird.
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Der Motor 13 kann automatisch durch eine Steuerung von einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) betrieben werden, wie zum Beispiel zum Reduzieren einer Ermüdung entsprechend einer Betätigung des Fahrpedals durch Einstellen einer verringerten Pedalkraft, wenn ein Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt (Stadtfahrt), oder zum Reduzieren einer Ermüdung des Fußgelenks durch Einstellen einer erhöhten Pedalkraft und Beitragen zu einer konstanten Abstützung des Pedals, wenn ein Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt (Autobahnfahrt).
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Ferner kann die Pedalkraft auf einer ansteigenden Straße verringert werden, um ein Pedalbetätigungsmaß zu erhöhen, und auf einer abfallenden Straße erhöht werden, um das Pedalbetätigungsmaß zu verringern.
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Darüber hinaus kann die Pedalkraft zur Sicherheit erhöht werden, wenn ein Fahrzeug mit einer Übergeschwindigkeit oder in einem Sicherheitsmodus fährt, und ferner kann die Pedalkraft unter Berücksichtigung des Alters, des Geschlechtes und der Kondition eines Fahrers richtig eingestellt werden.
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Als nächstes wird eine Verstellung des Hubes des Fahrpedals beschrieben.
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Wenn eine Bedienperson den Gewindebolzen 35 mittels eines Werkzeuges usw. direkt dreht, wird der bewegliche Block 36 entlang einer Längsrichtung des Gewindebolzens 35 aus dem in 6 gezeigten Zustand nach rechts oder nach links bewegt.
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Wenn der bewegliche Block 36 entlang dem Gewindebolzen 35 nach rechts bewegt wird, wie in 7 gezeigt ist, wird eine von dem Pedalarmgehäuse 1 vorstehende Länge L1 des Pedalarmanschlages 31 größer, und infolgedessen wird ein Hub S1 des Pedalarmes 2 verringert.
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Im Gegensatz dazu wird, wenn der bewegliche Block 36 entlang dem Gewindebolzen 35 nach links bewegt wird, wie in 8 gezeigt ist, eine von dem Pedalarmgehäuse 1 vorstehende Länge L2 des Pedalarmanschlages 31 kleiner, und infolgedessen wird ein Hub S2 des Pedalarmes 2 vergrößert.
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Der Hub des Pedals kann durch manuelles und direktes Betätigen des Gewindebolzens 35 entsprechend einer Schrägstellung und körperlichen Kondition eines Fahrers variiert werden.
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Bei der wie oben beschriebenen Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung kann die Länge der Feder 11 durch Bewegung des Federbefestigungsblockes 12 entsprechend dem Betrieb des Motors 13 variiert werden, ohne andere Bauteile separat zu ersetzen. Infolgedessen kann die Pedalkraft nach Bedarf leicht variiert werden, um die Sicherheitsbestimmungen in Bezug auf die Pedalkraft des Fahrpedals unabhängig von den Fahrzeugtypen voll zu erfüllen.
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Ferner kann der Hub des Pedalarmes 2 durch Verstellen des Gewindebolzens 35 entsprechend einer Schrägstellung und körperlichen Kondition des Fahrers leicht variiert werden, und daher können die Marktfähigkeit eines Erzeugnisses durch Verbesserung des Betätigungsgefühls und des Fahrkomforts erheblich verbessert werden und die Ermüdung beim Fahren reduziert werden.
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Darüber hinaus kann die Fahrpedalvorrichtung gemäß der Erfindung weithin bei verschiedenen Fahrzeugtypen verwendet werden, die ein unterschiedliches Betätigungszeitmoment des Fahrpedals entsprechend den Motorspezifikationen haben.
