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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung einer wenigstens ein Pedal aufweisenden Pedalanordnung in einem Kraftfahrzeug zwischen einer Nutzstellung und einer Ruhestellung.
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Grundsätzlich sind verstellbare Pedalanordnungen in Kraftfahrzeugen bekannt. Diese haben den Zweck, die Bedienbarkeit für den Fahrer zu verbessern, indem sie an dessen Bedürfnisse angepasst werden können.
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Beim automatisierten Fahren, d. h. wenn das Fahrzeug die Aufgabe des Fahrens selbständig übernommen hat, ist es erwünscht, dass der Fahrer, der in diesem Moment im Prinzip lediglich einer der Passagiere ist, einen größeren Bewegungsfreiraum zur Verfügung hat.
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Die bekannten, verstellbaren Pedalanordnungen haben den Nachteil, dass sie nur in Fahrtrichtung und nur in sehr begrenztem Maße verfahren werden können, so dass sie stets im Fußbereich verbleiben und die Bewegungsfreiheit für den Fahrer bzw. den sich auf der Fahrerseite befindenden Passagier einschränken.
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Aus der
KR 10-2017-0000013 A sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines Pedals eines autonom fahrenden Kraftfahrzeugs bekannt, wobei in einem autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ein Schutzelement in eine die Pedalanordnung abdeckende Stellung gebracht wird, um zu verhindern, dass ein Fahrer das Pedal betätigt.
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Die
DE 102 57 631 A1 beschreibt ein schwenkbar gelagertes Fußhebelwerk für ein Kraftfahrzeug.
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Die oben beschriebene Problematik kann durch diese Lösungen jedoch nicht beseitigt werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verstellung einer Pedalanordnung in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, mit der die Pedalanordnung von einer Nutzstellung, in der sie durch einen Fahrer betätigt werden kann, in eine Ruhestellung, in der sie den Bewegungsfreiraum des Fahrers vergrößert, gebracht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, dass wenigstens eine Pedal der Pedalanordnung von seiner Nutzstellung in seine Ruhestellung zu bringen, wodurch ein Fahrer bzw. Passagier auf der Fahrerseite, auf der sich die Pedalanordnung befindet, beim autonomen Fahren eine erheblich größere Bewegungsfreiheit im Fußraum hat als dies bislang der Fall ist. Insbesondere ist der Passagier nicht durch ansonsten vorhandene Pedale eingeschränkt. Des Weiteren kann eine Fehlbedienung der Pedalanordnung beim automatisierten Fahren in der Ruhestellung ausgeschlossen werden und die erfindungsgemäße Lösung ist besonders gut für sogenannte Brake-by-wire-Systeme und ähnliche Systeme geeignet.
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Dabei sieht die Erfindung ein Verdrehen des wenigstens einen Pedals der Pedalanordnung vor, so dass dieses aus dem Betätigungsbereich gedreht werden kann. Auf diese Weise ist eine sehr schnelle Verstellung des wenigstens einen Pedals möglich.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass ihre Mechanik sich vollständig innerhalb der Hohlwelle befinden kann, so dass durch äußere Einflüsse hervorgerufene Beschädigungen ausgeschlossen werden können.
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In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Steuerwelle mittels wenigstens einer Antriebseinrichtung verdrehbar ist. Auf diese Weise ergibt sich eine für den Benutzer sehr einfache und vorzugsweise automatisierte Verstellung des wenigstens einen Pedals.
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Eine sehr einfache drehfeste Verbindung der Steuerwelle mit der Hohlwelle ergibt sich, wenn die Arretiereinrichtung einen zwischen einer Arretierstellung und einer Freigabestellung verstellbaren Bolzen aufweist.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Bolzen in seiner Arretierstellung in eine Ausnehmung in der wenigstens einen Hohlwelle eingreift, was zu einer einfach zu realisierenden Ausführungsform der Arretiereinrichtung führt.
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Eine alternative Ausführungsform kann darin bestehen, dass der Bolzen in seiner Arretierstellung in eine Ausnehmung in der wenigstens einen Steuerwelle eingreift. Auch auf diese Weise ergibt sich eine einfache drehfeste Verbindung der Steuerwelle mit der Hohlwelle.
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Eine sehr zuverlässige Funktionsweise der Arretiereinrichtung kann sich ergeben, wenn der Bolzen mittels eines Magnetventils betätigbar ist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Hohlwelle mittels wenigstens einer Lagereinrichtung gelagert ist. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Drehbewegung der Hohlwelle zur Verstellung des wenigstens einen Pedals von seiner Nutzstellung in seine Ruhestellung gewährleistet.
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Um die Pedalanordnung bei einem Drive- bzw. Brake-by-wire-System einsetzen zu können, kann ein Drehwinkelsensor zum Erfassen eines Drehwinkels der wenigstens einen Hohlwelle vorgesehen sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Pedalanordnung zwei Pedale aufweist, die an jeweiligen Hohlwellen angebracht sind. Dadurch lassen sich ein Bremspedal und ein Fahrpedal bei der Pedalanordnung realisieren.
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Um eine separate Steuerung der wenigstens zwei Pedale zu ermöglichen, kann des Weiteren für jedes Pedal eine separate Steuerwelle vorgesehen sein.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargesellt.
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Es zeigt:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Pedalanordnung in ihrer Nutzstellung;
- 2 eine Darstellung gemäß 1 mit der Pedalanordnung in ihrer Ruhestellung.
- 3 einen Schnitt nach der Linie III-III aus 1;
- 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus 3; und
- 5 eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform zu 4.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Verstellung einer Pedalanordnung 2 in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug zwischen einer in 1 dargestellten Nutzstellung, d. h. in einer Stellung, in der ein Nutzer des Kraftfahrzeugs, im vorliegenden Fall dessen Fahrer, die Pedalanordnung 2 zur Steuerung des Betriebs des Kraftfahrzeugs nutzen kann, und einer in 2 dargestellten Ruhestellung, in der sich die Pedalanordnung 2 außerhalb des Zugriffsbereichs des Nutzers befindet bzw. in der der Nutzer die Pedalanordnung 2 nicht betätigen kann.
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Die Pedalanordnung 2 weist im vorliegenden Fall zwei Pedale 2a und 2b auf, nämlich ein Bremspedal 2a und ein Fahrpedal 2b. Grundsätzlich ist auch eine Ausführung der Pedalanordnung 2 mit lediglich einem Pedal denkbar. Einige der nachfolgend beschriebenen Bestandteile der Vorrichtung 1 zur Verstellung der Pedalanordnung 2 sind im Fall des Vorhandenseins lediglich eines Pedals entsprechend nur einmal und nicht, wie jeweils dargestellt, zweimal erforderlich.
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Die Positionierung der Pedale 2a und 2b in den in den Figuren dargestellten Ruhe- und Nutzstellungen der Pedalanordnung 2 ist als rein beispielhaft anzusehen und es ist durchaus vorstellbar, dass bei anderen Platzverhältnissen innerhalb des Kraftfahrzeugs sich die beiden Pedale 2a und 2b insbesondere in ihrer Ruhestellung, jedoch auch in ihrer Nutzstellung, an anderen Positionen befinden. Dabei können auch Anforderungen, die sich bei rechtsgelenkten Kraftfahrzeugen ergeben, berücksichtigt werden.
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Des Weiteren ist es bei sämtlichen hierin beschriebenen Ausführungsformen möglich, die Pedalanordnung 2 in beliebigen Positionen mechanisch, elektromechanisch oder auf andere Art und Weise zu verriegeln, um eine sichere Betätigung bzw. das sichere Einnehmen von Endpositionen zu gewährleisten.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Hohlwelle 3 mit einer durchgehenden Bohrung 4 auf. Auf der Hohlwelle 3 sind die beiden Pedale 2a und 2b angebracht. Beispielsweise können die Pedale 2a und 2b mit der Hohlwelle 3 verschweißt sein, es sind jedoch auch andere Möglichkeiten zur Anbringung der Pedale 2a und 2b auf der Hohlwelle 3 denkbar. Im vorliegenden Fall ist jedes Pedal 2a, 2b auf einer separaten Hohlwelle 3a, 3b angebracht. Durch das Betätigen des jeweiligen Pedals 2a bzw. 2b wird die entsprechende Hohlwelle 3a bzw. 3b verdreht, was zu einem Pedalausgangssignal führt. Zum Erfassen des Drehwinkels der jeweiligen Hohlwelle 3a bzw. 3b und somit zur Erfassung der Stellung des jeweiligen Pedals 2a bzw. 2b können nicht dargestellte Drehwinkelsensoren vorgesehen sein, die den Drehwinkel der Hohlwelle 3a bzw. 3b erfassen und daraus ein Pedalausgangssignal erzeugen. Der Drehwinkel der Hohlwelle 3a bzw. 3b erzeugt somit ein jeweiliges Pedalausgangssignal.
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In dem Schnitt von 3 ist erkennbar, dass in der Bohrung 4 der Hohlwelle 3 eine drehbare Steuerwelle 5 angeordnet ist, die mittels einer Arretiereinrichtung 6 mit der Hohlwelle 3 drehfest verbindbar ist. Im vorliegenden Fall ist für jedes Pedal 2a und 2b eine separate Steuerwelle 5a bzw. 5b vorgesehen, die in der jeweiligen Hohlwelle 3a, 3b untergebracht ist. Die Steuerwelle 5 bzw. die beiden Steuerwellen 5a und 5b sind mittels einer Antriebseinrichtung 7 bzw. mittels jeweiliger Antriebseinrichtungen 7a und 7b verdrehbar. Bei den Antriebseinrichtungen 7a und 7b kann es sich jeweils um Elektromotoren handeln, die direkt oder über ein nicht dargestelltes Getriebe mit den Steuerwellen 5a und 5b verbunden sind, um dieselben verdrehen zu können. Grundsätzlich könnte auf die Antriebseinrichtung 7 bzw. die Antriebseinrichtungen 7a und 7b verzichtet werden, so dass die Pedalanordnung 2 von Hand verstellt werden müsste.
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Um diese Verdrehung der Steuerwellen 5a und 5b auf die Hohlwellen 3a und 3b zu übertragen, ist die Arretiereinrichtung 6 bzw. sind jeweilige Arretiereinrichtungen 6a und 6b vorgesehen, mit denen die Hohlwellen 3a und 3b drehfest mit den Steuerwellen 5a und 5b verbunden werden können. Auf diese Weise wird die Pedalanordnung 2 durch eine Verdrehung der Hohlwellen 3a und 3b, verursacht durch die Verdrehung der Steuerwellen 5a und 5b, zwischen der Nutz- und der Ruhestellung bewegt. Wenn die Arretiereinrichtung 6 nicht aktiviert ist, kann sich die Hohlwelle 3 dagegen frei drehen, um wie oben beschrieben das Pedalausgangssignal zu erzeugen.
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Wie in den 1 und 2 zu erkennen ist, befinden sich die beiden Pedale 2a und 2b in ihrer Nutzstellung nicht in der gleichen Winkelstellung gegenüber der Hohlwelle 3. Dies kann durch das Verwenden der beiden Hohlwellen 3a und 3b sowie der beiden Steuerwellen 5a und 5b in der in 2 dargestellten Ruhestellung ausgeglichen werden.
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Selbstverständlich sollte in dem Bereich, in den die Pedalanordnung 2 in ihrer Ruhestellung verdreht wird, entsprechender Freiraum zur Aufnahme der Pedalanordnung 2 geschaffen werden. Der Winkel, um den die Pedalanordnung 2 bei der Bewegung von ihrer Nutzstellung in ihre Ruhestellung verdreht wird, kann dabei im Prinzip beliebig gewählt werden.
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Die Arretiereinrichtung 6 ist in den 4 und 5 in Form zweier alternativer Ausführungsformen dargestellt. Dabei weist die Arretiereinrichtung 6 jeweils einen zwischen einer Arretierstellung und einer Freigabestellung verstellbaren Bolzen 8 auf. Bei der Ausführungsform gemäß 4 greift der Bolzen 8 in seiner in der Figur dargestellten Arretierstellung in eine Ausnehmung 9 der Hohlwelle 3 ein. Hierzu ist der Bolzen 8 in der Steuerwelle 5 untergebracht. Dagegen greift bei der Ausführungsform von 5 der Bolzen 8 in seiner Arretierstellung in eine Ausnehmung 10 in der Steuerwelle 5 ein und ist hierzu in der Hohlwelle 3 angebracht. Die Betätigung des Bolzens 8 kann bei beiden Ausführungsformen mittels eines nicht dargestellten Magnetventils erfolgen. Statt des Magnetventils kann auch eine andere geeignete Betätigungs- bzw. Ansteuereinrichtung für die Arretiereinrichtung 6 verwendet werden. Die Ausnehmungen 9 und 10 sind dabei so ausgebildet, dass durch das Einfahren des Bolzens 8 in dieselben eine drehfeste Verbindung zwischen der Hohlwelle 3 und der Steuerwelle 5 erfolgt.
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Wenn die Hohlwelle 3 mittels der Arretiereinrichtung 6 mit der Steuerwelle 5 verbunden ist, führt eine Verdrehung der Steuerwelle 5 zu einer entsprechenden Verdrehung der Hohlwelle 3 und somit zu einer Verstellung der Pedalanordnung 2. Im vorliegenden Fall sind, wie bereits erwähnt, die beiden Pedale 2a und 2b der Pedalanordnung 2 auf separaten Hohlwellen 3a und 3b angebracht, die mittels separaten Steuerwellen 5a und 5b angesteuert werden können. Gegebenenfalls wäre jedoch auch eine gemeinsame Positionierung der Pedale 2a und 2b auf einer einzigen Hohlwelle 3 denkbar, die dann mittels einer einzigen Steuerwelle 5 verdreht werden könnte.
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Wie in 3 zu erkennen ist, ist die Hohlwelle 3 mittels wenigstens einer, im vorliegenden Fall mittels mehrerer Lagereinrichtungen 11 drehbar gelagert.
