DE19752231A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens ei­ nem an einem Pedalbock angelenkten Pedal und mindestens ei­ ner an dem Pedal angelenkten Kraftübersetzungsanordnung, welche eine von einem Fahrzeuglenker ausgeübte Fußkraft zu­ züglich einer Verstärkungskraft an wenigstens einen Aktuator überträgt.

Von Kraftfahrzeugen ist allgemein bekannt, daß sich der freie Fußraum der Frontinsassen, insbesondere des Fahrzeug­ führers unfallbedingt infolge Deformation von Fahrzeugblech­ teilen stark verringert. Für den Fahrzeuglenker, aber auch für den Beifahrer besteht daher die latente Gefahr, mit den Füßen oder Beinen im Fußraum des Fahrzeugs eingeklemmt zu werden. Dies hat nicht nur die Möglichkeit erheblicher Ver­ letzungen zur Folge, sondern daß die Fahrzeuginsassen nach einem Unfall mithin nicht ohne weiteres aus dem Fahrzeug­ wrack geborgen werden können. Auch bereits bekannt gewordene Einrichtungen, bei denen der Pedalmechanismus ausgehängt oder das Pedal in Richtung Spritzwand gezogen wird, lösen nicht das in Rede stehende Problem, denn es besteht nach wie vor die Möglichkeit einer Einklemmung im vorderen, sprit­ zwandseitigen Fußraum. Das Crash-Verhalten bekannter Kraft­ fahrzeuge ist in Hinblick auf deren Einwirkung auf den Fahr­ zeuglenker verbesserungswürdig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kraft­ fahrzeug bereitzustellen, bei dem die Gefahr einer unfall­ bedingten Verletzung oder Einklemmung der Füße vermindert wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß der Kraftüberset­ zungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs Mittel zur Verringe­ rung der Verstärkungskraft zugeordnet sind. Im Prinzip setzt die Erfindung bei der letzten, meist instinktiven Handlung des Fahrzeugführers an, denn vor einem Crash wird grundsätz­ lich instinktiv die Fahrzeugbremse betätigt. In Abhängigkeit der vom Fahrer eingesteuerten Eingangskraft fügt die Kraft­ übersetzungsanordnung eine entsprechende Verstärkungskraft hinzu und beaufschlagt mit einem entsprechenden Bremsdruck vermittels eines Hauptbremszylinders den wenigstens einen Bremsaktuator. Erfindungsgemäß ist der Kraftübersetzungsein­ richtung mindestens ein Mittel zur Verringerung der Verstär­ kungskraft zugeordnet, so daß dem am Aktuator eingesteuerten Bremsdruck plötzlich nur noch die um die Verstärkungskraft verringerte Fußkraft des Fahrzeuglenkers entgegenwirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist als Kraftübersetzungsanordnung eine Vakuumbremskraftverstärker-Hauptbremszylinderkombination vorgesehen, wobei die Verringerung der Verstärkungskraft zu einer Rückstellbewegung des Pedals führt. Erfindungsgemäß wird der Fuß bzw. das Bein im Crash-Fall aktiv aus dem be­ sonders gefährdeten Fußbereich herausgeschoben. Infolge des­ sen wird für die Fahrzeuginsassen das Risiko minimiert, mit den Füßen im Fußraum des Fahrzeugs eingeklemmt zu werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus Unter­ ansprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbremsanlage in vereinfachter, schematisierter sowie nichtmaßstäbli­ cher Darstellung;

Fig. 2 vereinfachte Darstellung der physikalischen Vorgänge in der Kraftfahrzeugbremsanlage vor und nach Ein­ tritt eines Unfalls mit vollständiger Reduktion der Verstärkungskraft.

Eine Kraftfahrzeugbremsanlage 1 umfaßt mindestens ein in einem abgeschnitten verdeutlichten Fußraum F eines Kraft­ fahrzeugs angeordnetes, an einem Pedalbock 2 angelenktes Pedal 3. An dem Pedal 3 ist ferner im Abstand zu einer Dreh­ achse 4 ein Eingangsglied 5 für eine Kraftübersetzungsanord­ nung 6 vorgesehen, welche üblicherweise aus einer Hauptbremszylinder-Bremskraftverstärkerkombination besteht. Folglich wirkt von der Betätigungsseite her die von dem Kraftfahrzeuglenker aufgebrachte Fußkraft zuzüglich der von dem Bremskraftverstärker 7 aufgebrachten Verstärkungskraft auf den Hauptbremszylinder 8. Auch wenn in der nachfolgenden Beschreibung auf einen pneumatischen Bremskraftverstärker Bezug genommen wird, ist es grundsätzlich möglich, auch an­ dere Prinzipien wie beispielsweise hydraulisch oder elek­ trisch arbeitende Kraftübersetzungsanordnungen zu gebrau­ chen. In der schematischen Zeichnung ist ferner ersichtlich, daß der Hauptbremszylinder 8 zwei Kammern 9, 10 aufweist, welche beispielsweise einen ersten bzw. einen zweiten Brems­ kreis mit dem erforderlichen Bremsdruck versorgen. Wie der Figur ferner zu entnehmen ist, befindet sich das Pedal 3 in einer betätigten, vorgeschobenen Stellung, in der die Kam­ mern 9, 10 unter Druck stehen. Ferner sind der Figur zwei weitere, mögliche Positionen des Pedals zu entnehmen, wobei die mit 11 gekennzeichnete Position des Pedals 3 einer Ruhe­ stellung entspricht und die mit 12 gekennzeichnete Position einer Stellung, in die das Pedal 3 verschwenkt wird, wenn es zu einem Crash gekommen ist (Crash-Stellung). Schließlich sind der Kraftübersetzungsanordnung 6, insbesondere dem Bremskraftverstärker 7 Mittel 13 zum Verringern der Verstär­ kungskraft zugeordnet. Beispielsweise ist das Mittel 13 als Verschluß für die Vakuumkammer eines pneumatischen Brems­ kraftverstärkers 7 ausgebildet und der Verschluß steht mit einem Auslöseorgan 14 derart in Verbindung, daß er im Falle eines mit Deformation einhergehenden Unfalls geöffnet wird. Beispielsweise kann es ferner vorgesehen sein, daß der Ver­ schluß mittels eines pyrotechnischen Treibsatzes geöffnet, d. h. aufgesprengt wird. Bei einer anderen Ausführungsform ist als Verschluß ein Vakuumrückschlagventil denkbar, wel­ ches wiederholt geöffnet und geschlossen werden kann.

Die Funktionsweise der Kraftfahrzeugbremsanlage 1 ist in der schematischen Fig. 2 verdeutlicht. Auf der linken Seite be­ findet sich die schematische Skizzierung eines Hauptbrems­ zylinders, auf den eine Eingangskraft (Fußkraft FE) und eine Verstärkungskraft (FV) einwirkt. Die Strecke L1 entspricht einem Betätigungsweg eines Primärkolbens 20, damit sich in den Kammern 21, 22 der Druck P1 bzw. P2 ausbildet. Das mitti­ ge Diagramm zeigt eine Zuordnung einer Eingangskraft FE zu einem sich in der Kraftfahrzeugbremsanlage ausbildenden Druck P anhand einer ersten und einer zweiten Kennlinie 23, 24. Während die erste Kennlinie 23 auch den Verstärkungs­ kraftanteil verdeutlicht, der nach dem mit A gekennzeichne­ ten Aussteuerungspunkt wegfällt, zeigt die mit 24 gekenn­ zeichnete zweite Kennlinie allein den Fußkraftanteil bezüg­ lich einer Druckerhöhung P. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Steigung der Kennlinie 24 mit der Steigung der Kennlinie 23 jenseits des Aussteuerungspunktes A übereinstimmt. Bei dem auf der rechten Seite schematisch verdeutlichten Haupt­ bremszylinder wurde die Verstärkungskraft FV vollständig eliminiert und es wirkt auf den Kolben 20' lediglich noch die Fußkraft FE. Bei dieser Fußkraft FE stellt sich in den beiden Kammern 21', 22' ein Innendruck p1*, p* ein, welcher mit dem Betätigungsweg L2 korreliert und in der zweiten Kennlinie 24 verdeutlicht ist. Folglich zeigt Fig. 2 unmit­ telbar die Folge einer Wegnahme der Verstärkungskraft FV, die sich insbesondere in einer Verkürzung des Betätigungs­ weges von L1 auf L2 manifestiert. Es ist der Figur also ein­ deutig zu entnehmen, daß eine Wegnahme der Verstärkungskraft FV zur Bildung eines Gleichgewichtszustandes führt, bei dem sich der Betätigungsweg verringert und dadurch das Pedal 3 in Richtung Fahrer zurückgedrängt wird. Die Rückdrängbewe­ gung erfolgt, wie dies in Fig. 1 verdeutlicht ist, in Rich­ tung des Pfeiles 14 bis zu einer Stellung 12, die sich vor der Ruhestellung 11 des Pedals 3 befindet. Grundsätzlich ist es allerdings auch denkbar, das Pedal 3 noch weiter zu ver­ schwenken.

Ganz allgemein kann die Wegnahme der Verstärkungskraft durch das Öffnen eines Verschlusses einer Vakuumkammer eines pneu­ matischen Bremskraftverstärkers erfolgen. Beispielsweise kann zum Öffnen des Verschlusses ein Auslöseorgan vorgesehen sein, das an einer Seite mit dem Verschluß verbunden ist. Auf der anderen Seite umfaßt das Auslöseorgan beispiels­ weise ein Antiblockier-Gerät, insbesondere eine Motor-Pum­ penkombination. Ferner ist es denkbar, daß das ABS-Gerät drehbar an einem fahrzeugfesten Punkt angelenkt ist, so daß bei einer unfallbedingten Beschleunigung des ABS-Geräts die­ ses während seiner Drehbewegung um den fahrzeugfesten Punkt zusammen mit den übrigen Auslöseorganen, beispielsweise ei­ nem Seil oder einer Stange, den Verschluß des pneumatischen Bremskraftverstärkers öffnet.

Es versteht sich, daß die Auslöseorgane in hinblick auf nor­ male, betriebsbedingte Beschleunigungen ausreichend gegen Bewegung gesichert sein müssen.

Alternative sind Berstscheiben im Bereich der Vakuumkammer denkbar, welche im Falle eines schweren Unfalles zerstört werden und zum Belüften der Vakuumkammer führen.

Zusammenfassend bleibt festzustellen, daß sich die Blech­ teile im Fußbereich F eines Kraftfahrzeuges infolge Unfall insbesondere nahe einer Spritzwand S verformen. Die vorlie­ gende Erfindung weist den Vorteil auf, daß die unteren Ex­ tremitäten eines Fahrzeuglenkers im Falle eines Aufpralles (Crash) nicht tiefer in den Fußbereich eindringen können, sondern aktiv zusammen mit dem Fuß aus diesem Bereich her­ ausgeschoben werden. Dies vermindert die Gefahr von Einklem­ mungen durch sich verformende Blechteile.

Claims (9)

1. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit mindestens einem an einem Pedalbock (2) angelenkten Pe­ dal (3) und mindestens einer an dem Pedal (3) angelenk­ ten Kraftübersetzungsanordnung (6), welche eine von ei­ nem Fahrzeuglenker ausgeübte Fußkraft zuzüglich einer Verstärkungskraft an wenigstens einen Aktuator über­ trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftüberset­ zungsanordnung (6) Mittel (13) zur Verringerung der Ver­ stärkungskraft zugeordnet sind.

2. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (13) im Falle eines Aufpralls auf ein Hindernis (Crash) wirk­ sam werden.

3. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Kraftübersetzungsanordnung (6) eine Vakuum-Bremskraftverstärker/Hauptbrems­ zylinder-Kombination vorgesehen ist und daß die Verringerung der Verstärkungskraft zu einer Rückstellbewegung des Pedals (3) führt.

4. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein zu einer fahrzeugfesten Achse drehbar angelenktes Auslöseorgan, welches mit dem Mittel (13) zur Verringerung der Verstärkung verbunden ist und dessen Aktivierung im Crash-Fall steuert.

5. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der Mittel (13) infolge Crash-bedingter Beschleunigung des Auslöseorgans relativ zu einem fahrzeugfesten Punkt erfolgt.

6. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mittel (13) mindestens einen Verschluß einer Vakuumkammer aufweist, welcher Verschluß mittels des Auslöseorgans im Crash-Fall geöff­ net wird.

7. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß mittels eines pyrotechnischen Treibsatzes geöffnet wird.

8. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschluß ein Vakuumrückschlagventil vorgesehen ist, welches wie­ derholt zu öffnen und zu schließen ist.

9. Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Verschluß eine Berstschei­ be vorgesehen ist.