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ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGSDATEN
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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Prioritätsanmeldung
Nr. 2004-44699.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Bedienpedalvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug, in dem ein Bedienpedal, das an seinem unteren Ende einen
Drück-
bzw. Depressionsabschnitt aufweist und vorwärts-rückwärts schwenkbar an einem mit
einem Armaturenbrett einer Fahrzeugkarosserie verbundenen Pedalträger gelagert
ist, mit einer Eingangsstange einer Betätigungsvorrichtung verbunden
ist, die an einer vorderen Fläche
des Armaturenbretts angebracht ist. Im Speziellen betrifft diese
Erfindung eine Verbesserung der Bedienpedalvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
die dafür
konstruiert ist, eine Rückwärtsbewegung
eines Drückabschnitts
eines Bedienpedals aufgrund einer Rückwärtsbewegung eines Armaturenbretts
bei Frontalkollision des Kraftfahrzeugs zu unterdrücken.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Das
japanische Patent Nr. 3267182 (nachfolgend „Patentdokument 1") offenbart eine
Bedienpedalvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug, die dafür
konstru iert ist, eine Rückwärtsbewegung
eines Drückabschnitts
des Bedienpedals aufgrund einer Rückwärtsbewegung eines Armaturenbretts
bei Frontalkollision des Kraftfahrzeugs zu unterdrücken. Bei
dieser Vorrichtung ist ein Pedalträger derart konstruiert, dass
er plastisch verformt wird bei Aufnahme einer Aufprallbelastung,
die gleich oder größer als
ein vorbestimmter Wert ist, und ein Bedienelement, das eine hohe
Steifigkeit aufweist und fest an einem einen Abschnitt einer Karosserie
bildenden Stützelelement angebracht
ist, liegt dem Pedalträger
auf der Hinterseite des Pedalträgers
gegenüber,
so dass der Pedalträger
plastisch verformt wird durch die durch das Bedienelement aufgebrachte
Stoßbelastung
in Reaktion auf die Rückwärtsbewegung
des Pedalträgers; hierdurch
wird die Rückwärtsbewegung
des Bedienpedals unterdrückt.
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Bei
der im Patentdokument 1 beschriebenen Bedienpedalvorrichtung wird
der Pedalträger
durch die Stoßbelastung,
welche durch das Bedienelement in Reaktion auf die Rückwärtsbewegung
des Pedalträgers
bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs aufgebracht wird,
plastisch verformt. Deshalb weist eine solche Bedienpedalvorrichtung
die folgenden Nachteile auf: eine ausreichende Verbesserung bzw. Steiferung
bei der Steifigkeit des Pedalträgers
zum Abstützen
des Pedals ist beschränkt;
eine Zunahme beim Gewicht der Fahrzeugkarosserie ist bedingt durch
den Bedarf nach einer ausreichenden Erhöhung der Steifigkeit des Stützabschnitts
zum Lagern des Bedienelements. Ferner ist es schwierig, die Charakteristik
der plastischen Deformation des Pedals zu stabilisieren.
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Eine
Pedalvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist außerdem
aus US-Patent 6,076,422 bekannt.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Entsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienpedalvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei der unter Eliminierung der oben
beschriebenen, der konventionellen Vorrichtung zugehörigen Nachteile
die Rückwärtsbewegung
eines Bedienpedals, insbesondere dessen Drückabschnitts, aufgrund von
Rückwärtsbewegung
eines Armaturenbretts bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs
unterdrückt
werden kann.
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Um
diese oben genannte Aufgabe zu lösen, stellt
die vorliegende Erfindung eine Bedienpedalvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
bereit, bei der ein Bedienpedal, das an seinem unteren Ende einen
Drückabschnitt
aufweist und vorwärts-rückwärts schwenkbar
an einem Pedalträger
gelagert ist, der mit einem einen Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie
bildenden Armaturenbrett verbunden ist, mit einer Eingangsstange
einer Betätigungsvorrichtung
verbunden ist, die an einer vorderen Fläche des Armaturenbretts angebracht
ist. Bei der vorliegenden Erfindung liegt ein Bedienelement gegenüber einem
Steuerhebel, der vorwärts
schwenkbar am Armaturenbrett oder am Pedalträger gelagert ist, wobei das
Bedienelement auf einem einen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie hinter
dem Steuerhebel bildenden Abstützelement
gelagert ist, um den Steuerhebel vorwärts zu schwenken in Reaktion
auf eine Rückwärtsbewegung
des Armaturenbretts bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs.
Ferner ist das Bedienpedal auch mit einem Eingriffsabschnitt vorgesehen,
der dazu eingerichtet ist, in Eingriff mit dem Steuerhebel gebracht
zu werden beim Vorwärtsschwenken
des Steuerhebels, um das Vorwärtsschwenken
des Bedienpedals hervorzurufen.
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Die
Betätigungsvorrichtung
und das Bedienpedal entsprechen in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung einem (Brems-)Kraftverstärker 4 und einem Bremspedal 8,
und der Eingriffsabschnitt entspricht einem Eingriffsstift 16.
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Wenn
das Armaturenbrett aufgrund einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs
um einen großen Betrag
zu einem Fahrzeuginnenraum bewegt wird, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
der Steuerhebel zusammen mit dem Arma turenbrett rückwärts bewegt
und liegt am vorwärts
zu schwenkenden Bedienelement an, und dann ist der Steuerhebel in
Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt des Bedienpedals, um das Bedienpedal
vorwärts
um einen ersten Stift zu schwenken, wodurch die Rückwärtsbewegung
des Drückabschnitts
des Bedienpedals unterdrückt
ist. Es ist daher nicht erforderlich, beim Pedalträger plastische
Verformungen hervorzurufen, und daher kann die Steifigkeit des Pedalträgers zum
Abstützen
des Bedienpedals ausreichend verbessert bzw. gesteigert werden.
Ferner ist es nicht erforderlich, die Stärke des Stützelements zum Lagern des Bedienelements
speziell zu erhöhen
und somit kann das Gewicht des Abstützelements verringert werden.
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Bei
der oben beschriebenen Kollision wird das Bedienpedal nach unten
gedrückt,
ohne dass es verformt wird. Wenn die vorliegende Erfindung bei einem
Bremspedal angewendet wird, kann daher automatisch eine Bremskraft
zuverlässig
erzeugt werden, um die Sekundärkollision
aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs der Erst- bzw. Hauptkollision
zu verhindern.
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Ferner
hängt das
Schwenken des Steuerhebels von der relativen Verschiebung des Steuerhebels
und des Bedienelements, das der Rückwärtsbewegung des Armaturenbretts
folgt, ab, und somit kann die Schwenkcharakteristik des Steuerhebels stabilisiert
werden.
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Ferner
kann der Drückbetrag
des Bedienpedals durch Auswahl der Größe der Elemente bzw. Bauteile
frei eingestellt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das in den anliegenden Zeichnungen dargestellt
ist, beschrieben.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Bedienpedalvorrichtung für ein Kraft fahrzeug
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht entlang
der Linie 3-3 in 2;
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4 ist
eine vergrößerte Schnittansicht entlang
einer Linie 4-4 in 2;
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5 ist
eine Schnittansicht entlang einer Linie 5-5 in 3;
und
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6 ist
eine Ansicht zur Erklärung
der Funktionsweise der Bedienpedalvorrichtung bei einer Kollision
des Kraftfahrzeugs.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Zunächst bezeichnet
in den 1 und 2 das Bezugszeichen 1a ein
Armaturenbrett, das einen Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie 1 eines
Kraftfahrzeugs bildet und angeordnet ist, um einen Motorraum 2 und
einen Fahrzeuginnenraum 3 hinter dem Motorraum 2 voneinander
zu trennen. Ein (Brems-) Kraftverstärker 4 ist an einer
vorderen Fläche
des Armaturenbretts 1a angeschraubt. Ein Bremshauptzylinder 5 ist
an einem vorderen Ende des Kraftverstärkers 4 angebracht
und wird in Kraft verstärkender
Art und Weise durch den Kraftverstärker 4 betätigt. Bei Betätigung kann
der Bremshauptzylinder 5 einen Hydraulikdruck erzeugen,
um eine Vorderradbremse und eine Hinterradbremse des Kraftfahrzeugs
zu betätigen.
Der Kraftverstärker 4 enthält eine
Eingangsstange 4a, die hin und her beweglich mit einem
im Kraftverstärker 4 vorgesehenen
Steuerventil verbunden ist, so dass der Kraftverstärker 4 durch
Betätigen der
Eingangsstange 4a nach vorne bewegt werden kann. Die Eingangsstange 4a ist
derart angeordnet, dass sie mit ihrem hin teren Ende durch das Armaturenbrett 1a hindurch
geht und in den Fahrzeuginnenraum 3 vorsteht.
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Wie
dies in den 2 bis 4 klar dargestellt
ist, ist ein Bremspedal 8 mit einem Drückabschnitt 8a an
seinem unteren Ende vorwärts-rückwärts schwenkbar
an seinem oberen Ende durch einen ersten Stift 9, der sich
in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckt, an einem Pedalträger 7 angebracht,
der fest an der hinteren Oberfläche
des Armaturenbretts 1a angebracht ist. Ein Stoppermittel (nicht
dargestellt) zum Festlegen einer Rückstellbegrenzung des Bremspedals 8 durch
die Eingangsstange 4a ist im Kraftverstärker 4 eingebaut.
Eine erste Rückholfeder 11 zum
Drängen
des Bremspedals 8 zur Rückstellbegrenzung
hin ist unter Spannung zwischen dem Pedalträger 7 und dem Bremspedal 8 angebracht.
In den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 10 einen Bremsschalter,
der dazu eingerichtet ist, eine Bremsleuchte (nicht dargestellt) in
einen ausgeschalteten Zustand zu setzen wenn das Bremspedal zur
Rückstellbegrenzung
zurückkehrt.
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Ferner
ist ein Steuerhebel 12 an seinem unteren Ende durch einen
zweiten Stift 13, der parallel zum ersten Stift 9 vor
dem Bremspedal 8 und unterhalb des ersten Stifts 9 angeordnet
ist, am Pedalträger 7 angebracht.
Ein Hebelstopper 14 ist am Pedalträger 7 angebracht,
um die hintere Fläche
eines oberen Endes des Steuerhebels 12 abzustützen und eine
Rückstellbegrenzung
des Steuerhebels 12 festzulegen. Eine zweite Rückholfeder 14 zum
Drängen des
Steuerhebels 12 zu seiner Rückstellbegrenzung hin ist unter
Spannung zwischen dem Pedalträger 12 und
dem Steuerhebel 12 angebracht.
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Der
Steuerhebel 12 erstreckt sich, bis sein oberes Ende einen
Punkt oberhalb des Pedalträgers 7 erreicht,
und ist derart gekrümmt,
dass sein Zwischnabschnitt zum Bremspedal 8 hin ausgebaucht ist.
Ein Eingriffsstift 16 ist hervorstehend auf einer Seite
des Bremspedals 8 vorgesehen und üblicherweise liegt er gegenüber einer
vorderen Fläche
des Zwischenab schnitts des Steuerhebels 12 mit einem kleinen
dazwischen belassenen Abstand.
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Ferner
ist ein Führungselement 18 mit
einem oberen Ende des Pedalträgers 7 verbunden
und steht vom Bremspedal 8 nach hinten vor. Das Führungselement 18 enthält einen
unteren Stufenabschnitt 18a, der mit dem Pedalträger 7 verbunden
ist, und einen oberen Stufenabschnitt 18c, der mit dem unteren
Stufenabschnitt 18a durch einen sich nach oben erstreckenden
Abschnitt 18b verbunden ist, so dass er sich nach hinten
erstreckt, wie dies in den 3 und 5 dargestellt
ist. Eine Führungsnut 20 ist
derart ausgebildet, dass sie sich vom unteren Stufenabschnitt 18a zum
oberen Stufenabschnitt 18c erstreckt und zu einem oberen
Ende des Steuerhebels 12 offen ist. Die Führungsnut 20 ist
in ihrer Breite kleiner an einem Abschnitt 20a, der am
oberen Stufenabschnitt 18c ausgebildet ist, wobei ihr hinteres
Ende geschlossen ist, und ihre Breite ist größer an einem Abschnitt 20b,
der am sich nach oben erstreckenden Abschnitt 18b und am
unteren Stufenabschnitt 18a vorgesehen ist.
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Ein
Lenkungsaufhängerholm 1b ist
im Fahrzeuginnenraum 3 oberhalb und hinter dem Pedalträger 7 angeordnet
und bildet einen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 1, um
eine Lenkstange (nicht dargestellt) zu lagern. Ein Betätigungselement 22 ist
mittels eines Bolzens 24 durch einen Steg 23 hindurch
am Lenkungsaufhängerholm 1b befestigt.
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Das
Betätigungselement 22 ist
dazu eingerichtet, ein oberes Ende des Steuerhebels 12 während der
Rückwärtsbewegung
des Armaturenbretts 1a aufgrund der Frontalkollision des
Kraftfahrzeugs relativ zu stoßen
und ist derart angeordnet, dass es auf einer oberen Fläche des
oberen Stufenabschnitts 18c vorwärts geschoben werden kann.
Das Betätigungselement 22 ist
am oberen Stufenabschnitt 18c mit einer vorbestimmten Befestigungskraft
durch einen Bolzen 24, der durch den engeren Abschnitt 20a der
Führungsnut 20 hindurchgeht,
und durch eine Mutter 25 befestigt, die in verschraubtem
Eingriff mit dem Bolzen 24 steht. Das Betätigungselement 22 und
der obere Stufenabschnitt 18c werden daher in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung aufeinander verschoben
bei Anwendung einer Vorwärts-
oder Rückwärtsbelastung,
die gleich oder größer als
ein vorbestimmter Wert ist, auf das Führungselement 18 und das
Betätigungselement 22.
In diesem Falle wird der Bolzen 24 mit seinem nach unten
gedrehten Kopf verschoben und die Breite des breiteren Abschnitts 20b der
Führungsnut 20 ist
größer als
der maximale Durchmesser des Kopfdurchmessers des Bolzens 24.
Auch wenn das Betätigungselement 22 und
der obere Stufenabschnitt 18c stark aufeinander in der Vorwäts-Rückwärts-Richtung verschoben werden, wird
daher der Kopf des Bolzens 24 nicht durch den breiten Abschnitt 20b der
Führungsnut 20 beeinträchtigt.
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Die
Funktionsweise der Ausführungsform wird
nachfolgend beschrieben.
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Wenn
das Bremspedal 8 vorwärts
niedergedrückt
wird gegen eine voreingestellte Last der ersten Rückholfeder 11,
um den Bremshauptzylinder 5 in einer verstärkten Art
und Weise zu betätigen,
wird die Eingangsstange 4a vorwärts bewegt, um den Kraftverstärker 4 in
einen operativen Zustand zu bringen, wodurch der Bremshauptzylinder 5 in
verstärkter
Art und Weise betätigt
werden kann. Bei diesem Vorgang wird der Steuerhebel 12 durch
die zweite Rückholfeder 15 an
der Rückstellbegrenzung
zurückgehalten,
an welcher der Steuerhebel 12 in Anschlag am Hebelstopper 14 auf
dem Pedalträger 7 ist.
Der Eingriffsstift 16 des Bremspedals 8 wird daher
nur in einer Richtung weg vom Steuerhebel 12 bewegt in Reaktion
auf das Vorwärtsschwenken
des Pedals 8 und erfährt
keine Beeinträchtigung
durch den Steuerhebel 12.
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Wenn
das Armaturenbrett 1a beginnt, sich bei Aufnahme einer
exzessiven nach hinten gerichteten Stoßkraft aufgrund der Frontalkollision
des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeuginnenraum 3 hin zu bewegen
während
einer solchen Betätigung
oder Nicht-Betätigung
des Bremspedals 8, wird die exzessive Stoßkraft durch
den Pedalträger 7 auf
das Führungselement 18 und
das Betätigungselement 22 übertragen;
und daher tritt das Rutschen zwischen den Elementen 18 und 22 gegen
die Befestigungskraft des Bolzens 24 auf. In einem anfänglichen
Zustand der Rückwärtsbewegung
des Armaturenbretts 1a und des Pedalträgers 7 aufgrund der
exzessiven Stoßkraft
werden das Bremspedal 8 und der Steuerhebel 12 zusammen
mit dem Pedalträger 7 ebenfalls nach
hinten bewegt. Wenn der Betrag dieser Bewegung einen vorbestimmten
Wert überschreitet, schlägt allerdings
das obere Ende des Steuerhebels 12 gegen ein vorderes Ende
des Betätigungselements 22 an,
wie es in 6 dargestellt ist; und daher
wird der Steuerhebel 12 durch das Betätigungselement 22 nach
vorne geschwenkt um den zweiten Stift 13 herum gegen die
voreingestellte Last der zweiten Rückholfeder 15. Dieses
Vorwärtsschwenken
verursacht, dass der gekrümmte
Zwischenabschnitt des Steuerhebels 12 den Eingriffsstift 16 des Bremspedals 8 vorwärtsschiebt;
wodurch das Bremspedal 18 um den ersten Stift 9 vorwärts geschwenkt wird.
Dies führt
dazu, dass die Rückwärtsbewegung des
Drückabschnitts 8a des
Bremspedals 8 unterdrückt
ist. Auch beim Auftreten einer Kollision wird das Bremspedal 8 heruntergedrückt wie
dies ohne Verformung wäre;
und daher wird der Bremshauptzylinder 5 zwingend betätigt, um
automatisch eine Bremskraft zu erzeugen, die effektiv ist zum Verhindern
der Sekundärkollision
aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs nach der Kollision.
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Wenn
das Armaturenbrett 1a aufgrund der Frontalkollision rückwärts bewegt
wird, wird, wie oben beschrieben, das Bremspedal 8 vorwärts um den
ersten Stift 9 geschwenkt durch das Vorwärtsschwenken
des Steuerhebels 12 durch das Betätigungselement 22.
Es ist daher nicht erforderlich, eine plastische Verformung beim
Pedalträger 7 hervorzurufen;
und daher kann die Steifigkeit des Pedalträgers 8 relativ zum
Bremspedal 8 ausreichend verbessert werden.
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Zusätzlich verhindert
das Rutschen zwischen dem Führungselement 18 und dem
Betätigungselement 22 die Übertragung
der exzessiven Stoßkraft
auf den das Betätigungselement 22 abstützenden
Steg 23 und den Lenkungsaufhängerholm 1b. Es ist
daher nicht erforderlich, die Steifigkeit des Stegs 23 und
des Lenkungsaufhängerholms 1b speziell
zu erhöhen;
somit können
das Gewicht des Stegs 23 und des Lenkungsaufhängerholms 1b verringert
werden.
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Ferner
hängt das
Schwenken des Steuerhebels 12 von der relativen Verschiebung
des Hebels 12 und des Betätigungselements 22 ab,
die durch die Rückwärtsbewegung
des Armaturenbretts 1a hervorgerufen wird; und daher kann
die Schwenkcharakteristik des Steuerhebels 12 stabilisiert
werden.
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Der
Betrag des Herunterdrückens
des Bremspedals 8 kann frei eingestellt werden durch Auswahl der
Größen der
Elemente bzw. Bauteile.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt
und es können
verschiedene Modifikationen bei der Ausgestaltung vorgenommen werden,
ohne vom Gegenstand oder den Aufgaben der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie sie in den anliegenden Ansprüchen
definiert ist. Beispielsweise kann anstelle des Bolzens 24 ein
Scherstift die Verbindung zwischen dem Führungselement 18 und
dem Betätigungselement 22 bereitstellen,
der durch eine Scherkraft geschert wird, die gleich oder größer als
ein gewisser Wert ist. Wenn die seitliche Breite des Betätigungselements 22 gegenüber dem
oberen Ende des Steuerhebels 12 auf einen größeren Wert
eingestellt wird, kann zusätzlich
der Steuerhebel 12 durch das Betätigungselement 22 nach
vorne geschwenkt werden während
der Rückwärtsbewegung
des Armaturenbretts 1a ohne Verwendung des Führungselements 18.
Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar beim Unterdrücken der
Rückstellung
eines Drückabschnitts
eines Kupplungspedals.
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Eine
Bedienpedalvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug, die dafür
eingerichtet ist, die Rückwärtsbewegung
eines Drückabschnitts
eines Bedienpedals zu unterdrücken,
welche durch eine Rückwärtsbewegung
eines Armaturenbretts bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs
hervorgerufen wird. Ein Betätigungselement
liegt gegenüber
einem Steuerhebel, der vorwärts-rückwärts schwenkbar
an einem Armaturenbrett oder einem Pedalträger zum Lagern eines Bedienpedals
gelagert ist. Das Betätigungselement ist
an einem Lenkungsaufhängerholm
hinter dem Steuerhebel gelagert, um den Steuerhebel vorwärts zu schwenken
in Reaktion auf die Rückwärtsbewegung
des Armaturenbretts bei einer Frontalkollision eines Kraftfahrzeugs.
Das Bedienpedal ist mit einem Eingriffsabschnitt vorgesehen, der
beim Vorwärtsschwenken
des Steuerhebels in Eingriff mit dem Steuerhebel gebracht wird,
um das Vorwärtsschwenken
des Bedienpedals hervorzurufen.