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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. Teilweise besteht auch der Wunsch nach einer Ablagemöglichkeit für die Füße des Fahrers.
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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 nicht vorveröffentlichten
DE 10 2018 210 481 A1 ist eine Pedalanordnung mit einer zum Übertragen eines Betätigungssignals dienenden Fußauflage bekannt, die mittels einer Verstelleinrichtung zwischen einer Nutzstellung und einer Ruhestellung verstellbar ist.
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Die
DE 10 2013 220 905 A1 beschreibt ein mittels eines Pedalaktors zwischen mehreren Stellungen verstellbares Fahrpedal für ein Kraftfahrzeug.
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Aus der
DE 10 2017 215 904 A1 ist eine Fußstütze mit einem darin integrierten Betätigungselement zur Steuerung der Motorleistung des Fahrzeugs bekannt.
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Eine mittels einer Zahnradanordnung verstellbare Fußstütze beschreibt die
US 6 241 301 B1 .
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Aus der
DE 10 2009 047 257 A1 ist eine insbesondere für Fahrschulfahrzeuge dienende Pedalanlage bekannt, bei der ein Pedal mittels einer Seilzugeinheit verstellbar ist.
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Eine weitere, mittels einer Seilzuganordnung verstellbare Pedaleinheit ist in der
DE 10 2004 024 763 A1 beschrieben.
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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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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, das 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 das Gefühl, von dem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeug chauffiert zu werden, wird durch das Verschwinden des wenigstens einen Pedals in seine Ruhestellung verstärkt.
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Dabei kann die Verstelleinrichtung eine vergleichsweise einfache Konstruktion aufweisen, da es lediglich erforderlich ist, die zur Erzeugung des Pedalausgangssignals dienende Betätigungsplatte wenigstens annähernd flächig an der Unterlage anzulegen, um dieselbe und damit die Pedalanordnung in ihre Ruhestellung zu bringen. Es ist dabei auch möglich, dass die Pedalanordnung sich in ihrer Ruhestellung geringfügig unterhalb der Unterlage befindet, wenn diese zum Beispiel eine Vertiefung aufweist.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung eine mit Strom versorgbare Spule und einen mit der Spule in Wirkverbindung stehenden Anker aufweist, der mit der Betätigungsplatte verbunden ist. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Verstellung der Pedalanordnung, indem die Spule mit Strom beaufschlagt wird.
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In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsplatte an einer Drehachse mit der Unterlage verbunden ist. Auf diese Weise kann die Betätigungsplatte und damit das Pedal sehr einfach betätigt werden, um das Pedalausgangssignal zu erzeugen und damit die eigentliche Funktion der Pedalanordnung zu ermöglichen.
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Um eine Rückstellung der Betätigungsplatte nach deren Betätigung durch den Fahrer zu erreichen, kann des Weiteren vorgesehen sein, dass zwischen der Betätigungsplatte und der Unterlage wenigstens ein in Richtung der Nutzstellung der Betätigungsplatte wirkendes Federelement angeordnet ist.
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Des Weiteren kann ein Sensor zur Erzeugung des Pedalausgangssignals in Abhängigkeit der Stellung der Betätigungsplatte vorgesehen sein. Mittels eines solchen Sensors kann ein Beschleunigungs- bzw. Bremsbefehl erfasst und auf geeignete Art und Weise verarbeitet werden.
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Eine besonders einfach zu realisierende und sehr zuverlässige Ausführungsform kann darin bestehen, dass der wenigstens eine Sensor in die Verstelleinrichtung integriert ist. Die Ausführungsform des Sensors ist dabei vorzugsweise an die jeweilige Ausführung der Verstelleinrichtung angepasst.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Betätigungsplatte in einer Zwischenstellung haltbar ist, in der dieselbe einen Winkel von weniger als 15° gegenüber der Unterlage aufweist. Auf diese Weise kann ein Notbetrieb beim autonomen Fahren erzeugt werden, bei dem über einen kurzen Pedalweg Notbremsungen oder Notbeschleunigungen ermöglicht werden.
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Wenn zwischen der Betätigungsplatte und der Unterlage wenigstens ein Dämpfungselement angeordnet ist, so lässt sich ein für den Fahrer angenehmes Pedalgefühl simulieren.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
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Es zeigt:
- 1 eine nicht zu der Erfindung gehörende Ausführungsform einer Vorrichtung in der Nutzstellung der Pedalanordnung;
- 2 die Vorrichtung aus 1 in der Ruhestellung der Pedalanordnung;
- 3 eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung in der Nutzstellung der Pedalanordnung; und
- 4 eine nicht zu der Erfindung gehörende Ausführungsform der Vorrichtung in der Nutzstellung der Pedalanordnung.
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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 auf, von denen jedoch lediglich ein Pedal 2a dargestellt ist. Dabei kann es sich um ein Fahrpedal oder ein Bremspedal handeln. Das andere Pedal kann entsprechend dem dargestellten Pedal 2a ausgeführt und parallel bzw. in der Blattebene betrachtet hinter demselben angeordnet sein. Grundsätzlich ist auch eine Ausführung der Pedalanordnung 2 mit lediglich einem Pedal denkbar.
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Die Positionierung des Pedals 2a in den in den Figuren dargestellten Ruhe- und Nutzstellungen der Pedalanordnung 2 ist als rein beispielhaft anzusehen und es ist durchaus vorstellbar, dass sich das Pedal 2a bei anderen Platzverhältnissen innerhalb des Kraftfahrzeugs insbesondere in seiner Ruhestellung, jedoch auch in seiner Nutzstellung, an einer anderen Position befinden kann. 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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Das wenigstens eine Pedal 2a weist eine Betätigungsplatte 3 auf, die gegenüber einer Unterlage 4, die entlang eines Karosseriebodens verlaufen oder durch den Karosserieboden gebildet sein kann, verstellbar ist und deren Winkelstellung gegenüber der Unterlage 4 ein Pedalausgangssignal erzeugt. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 eine Verstelleinrichtung 5 auf, mittels der die Betätigungsplatte 3 in ihre Ruhestellung, in der sie wenigstens annähernd flächig an der Unterlage 4 anliegt, bringbar ist. Die Ruhestellung der Betätigungsplatte 3 ist in 2 beispielhaft dargestellt. Durch die Verstelleinrichtung 5 ergibt sich, abhängig von der konkreten Ausführungsform derselben, auch eine Führung der Betätigungsplatte 3. Es ist auch möglich, unterschiedliche Positionen des Pedals 2a in seiner Nutzstellung zu ermöglichen, indem das Pedal 2a im Rahmen seines Betätigungsbereichs oder auch über seinen Betätigungsbereich hinaus ausgelenkt wird, indem die Unterlage 4 über einen entsprechenden, nicht dargestellten Mechanismus ausgelenkt werden kann.
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Die Betätigungsplatte 3 ist an einer Drehachse 6 mit der Unterlage 4 verbunden und kann so durch Aufbringen einer Kraft um die Drehachse 6 verdreht werden, wodurch sich die Winkelstellung der Betätigungsplatte 3 gegenüber der Unterlage 4 ändert und das Pedalausgangssignal erzeugt wird. Zur Erzeugung des Pedalausgangssignals in Abhängigkeit von der Stellung der Betätigungsplatte 3 ist im vorliegenden Fall ein Sensor 7 vorgesehen, der beispielsweise als Drehwinkelsensor ausgebildet sein kann. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der wenigstens eine Sensor 7 jedoch jeweils in die Verstelleinrichtung 5 integriert. Das durch den Sensor 7 erzeugte Pedalausgangssignal wird an ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät als Beschleunigungswunsch bzw. an ein nicht dargestelltes Bremssteuergerät als Verzögerungswunsch weitergegeben.
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In den 1 bis 4 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Verstelleinrichtung 5 dargestellt. Bei der in 1 dargestellten, nicht zu der Erfindung gehörenden Ausführungsform weist die Verstelleinrichtung 5 ein mittels einer beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinrichtung 8 antreibbares Zahnrad 9 und eine mit der Betätigungsplatte 3 verbundene und mit dem Zahnrad 9 in Eingriff stehende Zahnstange 10 auf. Durch Betätigung der Antriebseinrichtung 8 wird das Zahnrad 9 angetrieben und kann die Zahnstange 10 in der mit „A“ bezeichneten Richtung bewegen, wodurch die Betätigungsplatte 3 von der in 1 dargestellten Position in die in 2 dargestellte Position verdreht wird. Die Zahnstange 10 kann gelenkig mit der Betätigungsplatte 3 verbunden sein.
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2 zeigt, wie oben erwähnt, die Ruhestellung der in 1 dargestellten Vorrichtung 1. Die Ruhestellungen der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtung 1 können ähnlich zu derjenigen von 2 sein.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform von 3 weist die Verstelleinrichtung 5 eine mit Strom versorgbare Spule 11 und einen mit der Spule 11 in Wirkverbindung stehenden Anker 12 auf, der mit der Betätigungsplatte 3 verbunden ist. Durch Bestromen der Spule 11 kann der Anker 12 entlang dem Pfeil „A“ bewegt werden, wodurch wiederum die Verstellung der Betätigungsplatte 3 zwischen der in 3 dargestellten Nutzstellung und der Ruhestellung erfolgen kann. Auch der Anker 12 kann, ähnlich wie die Zahnstange 10, gelenkig mit der Betätigungsplatte 3 verbunden sein. Es ist auch möglich, die Zahnstange 10 bzw. den Anker 12 in einem Langloch bzw. einer Nut in der Betätigungsplatte 3 zu führen. Zusätzlich ist hierbei ein Federelement 13 vorgesehen, das für die Rückstellung der Betätigungsplatte 3 in die Nutzstellung sorgt, wenn die Spuele 11 nicht bestromt ist.
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Bei der in 4 dargestellten, nicht zu der Erfindung gehörenden Ausführungsform weist die Verstelleinrichtung 5 ein mit der Betätigungsplatte 3 verbundenes biegeschlaffes Element 14, beispielsweise einen Riemen oder dergleichen, auf, der mittels einer Antriebseinrichtung 15, die wiederum als Elektromotor ausgebildet sein kann, aufgerollt werden kann. Durch Aufrollen des biegeschlaffen Elements 14 wird die Betätigungsplatte 3 von der in 4 dargestellten Nutzstellung in die nicht dargestellte Ruhestellung gebracht. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Federelement 13 vorgesehen, das für die Rückstellung der Betätigungsplatte 3 in die Nutzstellung sorgt, wenn die Antriebseinrichtung 15 nicht beaufschlagt ist. Des Weiteren kann bei dieser Ausführungsform eine Simulation des Pedalgefühls über ein definiertes Einziehen des biegeschlaffen Elements 14 erfolgen, wenn die Härte des Federelements 13 wesentlich größer gewählt wird als die Betätigungskraft, die durch den Fahrer aufgebracht wird. Um sicherzustellen, dass das Pedalausgangssignal zuverlässig ausgegeben wird, ist es in diesem Fall zu bevorzugen, dass das biegeschlaffe Element 14 stets unter Spannung gehalten wird.
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In nicht dargestellter Weise kann die Betätigungsplatte 3 in einer Zwischenstellung haltbar sein bzw. arretiert werden, in der dieselbe einen Winkel von weniger als 15° gegenüber der Unterlage 4 aufweist. In dieser Stellung könnte ein Notbetrieb der Pedalanordnung 2 beim autonomen Fahren ermöglicht werden, bei der das Pedal 2a minimal ausgelenkt wäre, um über einen kurzen Pedalweg Notbremsungen oder Notbeschleunigungen zu ermöglichen. Des Weiteren kann zwischen der Betätigungsplatte 3 und der Unterlage 4 ein nicht dargestelltes Dämpfungselement angeordnet sein, mit dem ein Pedalgefühl simuliert werden kann. Bei dem Dämpfungselement kann es sich um ein Feder-Dämpfer-Element mit geeigneter Kennlinie handeln.
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Die Ausführung der Bauteile der Pedalanordnung 2 bzw. der Vorrichtung 1 kann in verschiedensten Materialien mit unterschiedlichster Robustheit erfolgen, so dass derzeit übliche Pedalkräfte darstellbar sind und eine Umgewöhnung des Fahrers nicht erforderlich ist.
