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Die vorliegende Erfindung betrifft eine in einem Fußraum eines Kraftfahrzeuginnenraums angeordnete Fußbedienpedalverstelleinrichtung, die einen Pedalarm eines Kraftfahrzeug-Fußbedienpedals zum Fahrer hin oder von diesem weg bewegen kann, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
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Im Falle der Verwendung von bestimmten Assistenzfunktionen im Fahrzeug, insbesondere beim vollautonomen Fahren, ist es vorteilhaft, Bedienpedale vom Fahrer wegzubewegen, wenn diese zur Fahrzeugführung nicht benötigt werden. Dadurch gewinnt der Fahrer zusätzlichen Fußraum.
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Eine noch nicht veröffentlichte Anmeldung der Anmelderin beim
Deutschen Patent und Markenamt mit dem Aktenzeichen 10 2018 128 014.9 beschreibt bereits einen Pedalträger mit einer Einrichtung zur Verstellung wenigstens eines Bedienpedals eines Kraftfahrzeugs, durch die ein Pedalarm mit einer Pedalplatte, mittels Verschieben dessen Bedienpedalschwenkachse durch einen Antrieb, in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar ist. Der Pedalträger ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Bedienpedal zwischen Bedienpedalschwenkachse und Pedalplatte letztendlich über seinen Pedalarm gelenkig an einem Übertragungselement abstützt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Fußbedienpedalverstelleinrichtung mit geringem Bauraumbedarf bereitzustellen, mit der ein auf einem Pedalträger angeordnetes Kraftfahrzeug-Bedienpedal auf einfache Weise zwischen zwei Positionen verstellbar ist, einer ersten Position für ein autonomes Fahren des Kraftfahrzeugs und einer zweiten Position für einen fahrergesteuerten Bedienmodus. Dazu sind zum Beispiel ein Gaspedal, ein Bremspedal, und ein Kupplungspedal an einem oder mehreren Pedalträgern im Fußraum des Kraftfahrzeugs gehalten.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche, außerdem ein Verfahren zum Verstellen eines Kraftfahrzeug-Bedienpedals und eine Einrichtung zur Kraftfahrzeug-Bedienpedalverstellung zur Durchführung des Verfahrens.
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Nach der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug-Bedienpedal, mit einer Einrichtung zu dessen Verstellung, zu einem Fahrer des Kraftfahrzeugs hin oder von diesem weg, wobei das Bedienpedal in einem Fahrer bedienten Betätigungsmodus, insbesondere an einem ersten Ende eines Pedalarms, durch Druckausübung des Fahrers auf eine Pedalplatte betätigbar ist und sich dabei in Fahrzeuglängsrichtung um eine Pedalschwenkachse dreht, die mittels eines Pedalträgers in einem Fahrerfußraum des Kraftfahrzeugs befestigt ist, insbesondere an einem zweiten Ende des Pedalarms, wodurch über ein zwischen Bedienpedalschwenkachse und Pedalplatte am Pedalarm festgelegtes Übertragungselement ein Betätigungssignal weitergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement und der Pedalarm durch eine lösbare Kupplung miteinander verbunden sind.
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Das hat den Vorteil, dass beim vollautomatisierten Fahren des Kraftfahrzeugs der Komfort für den Fahrer gesteigert werden kann, indem durch Verstellung der Bedienpedale möglichst viel Freiraum in dessen Fußraum geschaffen wird, wodurch gleichzeitig das Übertragungselement und der Pedalarm durch Lösen der Kupplung so getrennt werden, dass während der vollautomatisierten Fahrt eine Fehlbetätigung eines Betätigungspedals ausgeschlossen wird. Insbesondere beim Bremspedal wird durch Entkuppeln des Übertragungselements, also der Druckstange des Bremsgeräts vom Pedalarm eine unbeabsichtigte Bremsverzögerung des Kraftfahrzeugs verhindert, sollte dieser auf irgend eine doch noch mögliche Art vom Fahrer oder einer weiteren mitfahrenden Person berührt werden. Das ist gerade dann von Vorteil, wenn, wie bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, das Kraftfahrzeug-Bedienpedal dadurch gekennzeichnet ist, dass das Übertragungselement ein Kraft- und/oder Wegübertragungselement ist, um bei einer Bedienpedalbetätigung über die Pedalplatte eine Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs zu steuern.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung, im vom Fahrer bedienten Betätigungsmodus, federbelastet geschlossen, den Pedalarm mit dem Übertragungselement formschlüssig oder reibschlüssig verbindet. Dann kann wenigstens ein, letztlich mit dem Pedalarm verbundener, durch ein Steuergerät bestromter Elektromagnet eine Lösekraft zum Öffnen der Kupplung bereitstellen, was vorteilhafterweise sehr wenig Raum einnimmt und nur einen geringen Steuerungsaufwand darstellt.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verstellen eines Kraftfahrzeug-Bedienpedals ist dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet, wenn bestromt mittels eines Steuergeräts, ein Lösen der Kupplung verursacht, indem dessen magnetische Anziehungskraft einer Einrückkraft einer Kupplungseinrückfeder entgegenwirkt, bis zur Aufhebung eines Form- oder Reibschlusses zwischen Pedalarm und Übertragungselement, wodurch nachfolgend, mittels einer weiteren Anziehungskraft des Elektromagneten, ein Verschwenken des Pedalarms vom Fahrer weg erfolgt, hin zum Übertragungselement, an dem der Elektromagnet mit seiner weiteren Anziehungskraft letztlich den Pedalarm festlegt.
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Dadurch kann vorteilhafterweise bei geöffneter Kupplung das vom Pedalarm gelöste, feststehende Übertragungselement, zum Beispiel beim Bremspedal eine Druckstange zum Bremsgerät, den Pedalarm in Richtung Stirnwand bzw. Bodenblech bewegen, in eine Position, die einer betätigten Position des Pedalarms entspricht, allerdings ohne ein Betätigungssignal zu erzeugen. Der Pedalarm bewegt sich dabei auf das Übertragungselement zu, wobei ein Endanschlag für diese Bewegung spätestens beim Berühren von Elektromagnet und Übertragungselement erreicht ist.
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Ein Schließen der Kupplung und damit ein Zurückschwenken des Pedalarms in die fahrerbediente Stellung wird durch das Steuergerät herbeigeführt, indem dieses den Stromfluss zum Elektromagneten unterbricht, wodurch die Kupplung federbelastet durch eine Kupplungseinrückfeder geschlossen wird und der Pedalarm schwerkraftbedingt oder mittels einer Kraft einer weiteren Rückstellfeder zum Fahrer hin bewegt wird.
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Eine besonders bevorzugte Einrichtung zur Kraftfahrzeug - Bedienpedalverstellung unter Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung aus zwei zangenartig zusammenwirkenden, mittels jeweils einer Drehachse letztlich am Pedalarm befestigten Schwenkhebeln besteht, deren Enden auf einer Seite der Drehachsen mittels der Kraft des Elektromagneten zum Öffnen der Kupplung zusammenschwenkbar sind und deren Enden auf einer anderen Seite der Drehachsen mittels der Kraft der Kupplungseinrückfeder zum Schließen der Kupplung zusammenschwenkbar sind, wenn der Elektromagnet nicht mehr bestromt wird.
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Vorteilhafterweise kann mit dieser Einrichtung mit Hilfe der Anziehungskraft wenigstens eines Elektromagneten die Kupplung zwischen Übertragungselement und Pedalarm geöffnet werden, durch Verdrehen zweier pedalarmfester Schwenkhebel, wodurch deren Verrastung mit dem Übertragungselement gelöst wird. Danach wird, ebenfalls mit Hilfe von magnetischer Anziehungskraft, der Pedalarm um die Pedalschwenkachse zum Übertragungselement hin geschwenkt, wodurch sich das Bedienpedal vom Fahrer weg bewegt und in seiner Endpositon, mittels der Anziehungskraft des Elektromagneten, über diesen am Übertragungselement festgelegt wird.
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Ein Beenden der Bestromung des Elektromagneten durch das Steuergerät löst diesen vom Übertragungselement und das Bedienpedal kehrt von seinem Standort für vollautonomes Fahren in den Standort für den fahrergesteuerten Fahrmodus zurück. Dabei schließt die Kupplung, indem die Kupplungseinrückfeder die pedalarmfesten Schwenkhebel mit dem Übertragungselement formschlüssig verrastet oder reibschlüssig kontaktiert.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei in dessen Fußraum angeordneten Kraftfahrzeug-Bedienpedalen jedes dieser Bedienpedale mit einer solchen Einrichtung zur Kraftfahrzeug-Bedienpedalverstellung versehen ist.
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Vorteilhaft ist, dass im vollautomatisierten Modus die Pedale durch eine elektrische, nicht motorische Aktuatoreinheit weggeschwenkt und für den Selbstfahrmodus die Pedale wieder in eine Bedienposition bewegt werden können. Ein solcher in einem Fußraum eines Kraftfahrzeuginnenraums angeordneter Pedalträger mit verstellbarem Bedienpedal hat den Vorteil eines sehr geringen Bauraumbedarfs, dadurch bleibt mehr Platz im Bereich Fahrerfußraum frei, was zu einer freizügigen Bewegungsmöglichkeit für den Fahrer beim vollautonomen Fahren beiträgt. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass wenn die Bedienpedale während des vollautonomen Fahrens der Fahrerbedienung entzogen sind, deren versehentliche Betätigung ausgeschlossen ist. Außerdem ist auf den ersten Blick für den Fahrer erkennbar, dass autonomes Fahren stattfindet.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt die nachfolgende Beschreibung mit der zugehörigen Zeichnung. Es zeigen:
- 1: ein schematisch dargestelltes, erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Bedienpedal in einer Seitenansicht mit geschnittener Kupplung und
- 2: den Bereich der Kupplung aus 1, gegenüber dieser vergrößert dargestellt, ebenfalls schematisch und nur das Wesentliche gezeichnet.
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In einem Fahrer-Fußraum eines Kraftfahrzeugs sind, sowohl in einer Position zur Bedienung durch einen Fahrer, als auch mittels einer Einrichtung zur Pedalverstellung, zum Fahrer hin oder von diesem weg bewegbar, so viele, wenigstens um eine, im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufende, Bedienpedalschwenkachse 4 verstellbare Bedienpedale 10, jedes in einem Pedalträger 6, angeordnet, wie zum Betrieb des Kraftfahrzeugs nötig sind.
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Jedes Bedienpedal 10 besteht aus einem über die Bedienpedalschwenkachse 4 im Pedalträger 6 aufgehängten Pedalarm 5, an dem eine Pedalplatte 11 zur Fußbetätigung angebracht ist. Pedalplatte 11 und Pedalarm 5 sind in der 1 in einer Bedienposition für den Fahrer gezeichnet. Ein erster Pfeil 18 zeigt eine Bewegungsrichtung des Pedalarms 5, wenn dieser aus dem Fußbereich der Fahrerbedienung weggeschwenkt wird in die nicht gezeichnete ausgelenkte Position für autonomes Fahren ohne Fahrerbedienung. In dieser Position befindet sich die Pedalplatte 11 nahe an einer Fahrzeugstirnwand 9.
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Die Einrichtung zur Pedalverstellung ist für jeden Pedalträger 6 vorgesehen und besteht aus drei am Bedienpedal 10 in einem Gehäuse 17 befestigten Elektromagneten 1, 2, 3, die so ausgerichtet sind, dass sie bei Bestromung, mittels eines nicht gezeichneten Steuergeräts, jeweils ein Magnetfeld aufbauen, dessen Anziehungskraft, in 2 vergrößert symbolisch durch Pfeile 1', 2', 3' dargestellt, so gerichtet ist, dass zwei Elektromagneten 1, 2, Enden 8' zweier zangenartig zusammenwirkender, mittels jeweils einer Drehachse 7 letztlich am Pedalarm 5 befestigter Schwenkhebel 8, auf einer Seite der Drehachsen 7 in Richtung der Pfeile 1', 2' bewegen und so mittels der Kraft der Elektromagneten 1, 2 Enden 8" auf einer anderen Seite der Drehachsen 7 auseinanderbewegt werden, so dass die Schwenkhebel 8 eine Klemm-Verbindung zu einem Übertragungselement 20 lösen, symbolisch dargestellt durch die Bewegung der Enden 8" symbolisierende Pfeile 13, 14. Die Enden 8' der Schwenkhebel 8 werden dann so weit gedreht, bis diese an den Elektromagneten 1, 2 anschlagen.
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Die Elektromagneten 1, 2 öffnen so letztlich eine Kupplung aus den Schwenkhebeln 8 und dem Übertragungselement 20, deren Lösen es dem Bedienpedal 10 ermöglicht, sich, aufgrund der Anziehungskraft des dritten Elektromagneten 3, um die Bedienpedalschwenkachse 4 in Richtung der Pfeile 18,18' zu drehen und sich so dem feststehenden Übertragungselement 20 zu nähern (Pfeil 3'), bis letztlich der dritte Elektromagnet 3 am feststehenden, pedalarmseitigen Ende des Übertragungselement 20 anschlägt.
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So kann das Übertragungselement 20 für Kraft- und/oder Wegübertragung als Stellglied einer Steuerung, bei der durch eine Betätigung des Bedienpedals 10 über die Pedalplatte 11 eine Führungsgröße für eine Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs übertragen wird, zum Beispiel bei einer Fußbremse eine Druckstange zur Betätigung eines nicht gezeichneten Bremsgeräts sein und als Auflager benutzt werden, um das Bremspedal, also das Bedienpedal 10, von seiner gezeichneten ersten Endposition für einen fahrergesteuerten Bedienmodus, mittels der magnetischen Anziehungskraft des dritten Elektromagneten 3, in seine nicht gezeichnete, zweite Endposition für autonomes Fahren des Kraftfahrzeugs zu schwenken, was durch die Pfeile 18, 18' symbolisch dargestellt ist.
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Die mittels des Steuergeräts bestromten Elektromagneten 1, 2, 3 bewirken also mit dem Öffnen der Kupplung aus Schwenkhebeln 8 und Übertragungselement 20 gegen eine Rückstellkraft zweier Kupplungseinrückfedern 12, die die Enden 8" der Schwenkhebel 8 auf der anderen Seite der Drehachsen 7 miteinander verbinden, ein Verstellen und Halten des jeweiligen Bedienpedals 10, wie vorbeschrieben, vom Fahrer bzw. von dessen Beinen weg für einen autonomen Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs. Dagegen wird der fahrerbediente Betriebsmodus des Bedienpedals 10 dadurch erreicht, dass, wenn der Elektromagnet 1, 2, 3 gesteuert vom Steuergerät, nicht mehr bestromt wird, die Kupplungseinrückfedern 12, entgegen der Pfeilrichtung von Pfeilen 15, die Schwenkhebel 8 verdrehen, bis diese mit dem Übertragungselement 20 die Kupplung schließen, während dessen gleichzeitig der Pedalarm 10 schwerkraftbedingt oder mittels einer Kraft einer nicht gezeichneten weiteren Rückstellfeder zum Fahrer bzw. zu den Beinen des Fahrers hin bewegt wird. Im vom Fahrer bedienten Betätigungsmodus ist die Kupplung mittels der Kupplungseinrückfedern 12 federbelastet geschlossen, die Schwenkhebel 8 sind formschlüssig oder reibschlüssig am Übertragungselement 20 fixiert.
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Im Falle eines Bremspedals, wie gezeichnet, ist die Druckstange, also das Übertragungselement 20, in beiden Endpositionen der Pedalverstellung, für autonomes Fahren und für fahrerbedientes Fahren, in der gleichen Lage und betätigt die Bremsanlage nicht. Zusätzlich kann die Druckstange, oder auch für andere Bedienpedale, das Übertragungselement 20, aber auch mittels eines nicht gezeichneten Axiallagers in der Fahrzeugstirnwand 9 gelagert sein.
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Um jedes in einem Fußraum des Kraftfahrzeugs angeordnete Bedienpedal 10 verstellbar zu machen, kann vorteilhafterweise jedes in einem Fußraum des Kraftfahrzeugs angeordnete Bedienpedal 10 dort mit Elektromagneten 1, 2, 3 als jeweils separat ausgebildetem Antrieb ausgestattet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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