EP1189791A2 - Betätigungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Betätigungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP1189791A2
EP1189791A2 EP00936810A EP00936810A EP1189791A2 EP 1189791 A2 EP1189791 A2 EP 1189791A2 EP 00936810 A EP00936810 A EP 00936810A EP 00936810 A EP00936810 A EP 00936810A EP 1189791 A2 EP1189791 A2 EP 1189791A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base body
pedal
actuating device
pedal bracket
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00936810A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Jörg Feigel
Jürgen Schonlau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19953002A external-priority patent/DE19953002A1/de
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1189791A2 publication Critical patent/EP1189791A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/36—Mounting units comprising an assembly of two or more pedals, e.g. for facilitating mounting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/06—Disposition of pedal
    • B60T7/065—Disposition of pedal with means to prevent injuries in case of collision
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20528—Foot operated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20576—Elements
    • Y10T74/20888—Pedals

Definitions

  • the invention relates to an actuating device for a motor vehicle.
  • Actuators are generally known in particular with regard to clutch actuation and are subject to a wide variety of requirements.
  • the device has to take up little installation space, because the space requirement of this unit is at the expense of the space that can be used for the vehicle occupants in the vehicle interior.
  • the lack of space is exacerbated by the fact that, in the area of the attachment point for a pedal bracket, the steering column must always be passed through a body wall.
  • cross reinforcements are often provided in this area, which extend in the manner of a horizontally extending beam from one side of the vehicle to another side of the vehicle and thus stiffen the vehicle cell.
  • the adjustability and adaptability of the pedal lever position to different drivers with different body sizes, in particular leg length, is essential.
  • the actuating device must meet the safety requirements, that is, have an advantageous crash behavior.
  • a variety of different concepts have become known for actively pulling the pedal lever away from the vehicle driver in the event of a crash.
  • the different approaches only partially eliminate the problems mentioned at the beginning. For example, solutions for pivoting a master brake cylinder brake booster pedal unit in the event of a crash are not simply suitable for the adjustability of the pedal lever position.
  • DE 196 17 372 AI shows a pedal arrangement in which a pyrotechnic propellant charge is ignited in the event of a crash, the gas pressure of which drives a piston device in such a way that a pedal lever linkage is released with the aid of a locking element.
  • a pyrotechnic propellant charge is ignited in the event of a crash, the gas pressure of which drives a piston device in such a way that a pedal lever linkage is released with the aid of a locking element.
  • Such a device requires an impact sensor and an electronic control unit which emits an ignition signal to the propellant charge.
  • the use of pyrotechnic components in a vehicle necessitates special safety measures even during assembly by the vehicle manufacturer, because false triggering must always be avoided at all times.
  • the object of the present invention is to provide an actuating device which solves all of the problems mentioned above and can also be inexpensively integrated into different types of vehicles without the need to take special safety measures to prevent malfunctions.
  • FIGS. 1 and 2 schematically shows in FIGS. 1 and 2 an embodiment of a first actuating device in the maximum front adjustment position and in the maximum rear adjustment position in relation to a vehicle driver (not shown), the actuation end position being shown in dashed lines.
  • 3 shows schematically an embodiment of a second actuation device and
  • FIG. 4 shows the same actuation device after a significant crash event with vehicle cell deformation outlined in a greatly simplified manner.
  • the actuating device according to FIGS. 1 and 2 has a two-leg pedal lever 1 which is pivotably articulated on a base body 2 with the aid of a bolt 3 as an axis.
  • the first leg 8 of the pedal lever 1 can be acted upon by the foot force, and the second leg 9 acts on a body-fixed (preferably hydraulic) transmitter 12 for a hydraulic booster, master brake cylinder or electromechanical transmitter 12 for an electromechanical brake device.
  • the base body 2 is pivotally articulated on a pedal bracket 4, which can be fastened to a component 5 fixed to the vehicle, namely a wall, support or the like.
  • a pedal bracket 4 which can be fastened to a component 5 fixed to the vehicle, namely a wall, support or the like.
  • the articulated connection between the pedal bracket 4 and the base body 2 is preferably also made with the aid of a bolt 6, although in principle any type of pivot connection is conceivable.
  • An adjusting device 7 with a threaded spindle-nut arrangement is provided between the pedal bracket 4 and the base body 2 in order to enable a precisely adjustable adjustment of the actuating device to different people, which will be explained later.
  • the Base body 2 can be pivoted together with the pedal lever 1 relative to the pedal bracket 4.
  • Purely mechanically effective torque transmission or torque deflection means are also provided in lever form, which deflect a force K which does not act on the actuation device in the actuation direction into an actuation force in the actuation direction B, and with the lever-shaped torque transmission or torque deflection means causing the pedal lever 1 to pivot.
  • a force K which is opposite to the actuation direction B, is identified, the cause of which is, for example, a component that penetrates the vehicle cell due to an accident, or a drive unit or the like that is displaced due to an accident.
  • the pedal lever 1 is provided as a torque transmission means and, starting from a pedal lever pivot axis which is rotatably fastened to a base body 2, has two legs 8, 9 facing each other in different directions, according to the exemplary embodiment.
  • a base plate (pad) 10 At one end of the first leg there is a base plate (pad) 10 and at one end of the second leg there is a articulation point 11 for an actuating element (push rod, linkage, cable) of an encoder 12, in particular a hydraulic master cylinder, master brake cylinder, electrical encoder with force simulation or the like intended.
  • the transmitter 12 is arranged together with the pedal lever 1 on the base body 2, which in turn is pivotally mounted on the pedal bracket 4.
  • pedal lever 1 and transmitter 12 can be pivoted together relative to the pedal bracket 4.
  • the position of the pedal lever 1 relative to the transmitter 12 consequently remains untouched in the course of the adjustment movement.
  • a metered adjustment of the base body 2 can be achieved with the aid of a preferably motor-driven threaded spindle-nut arrangement or with the help of another type of gear, for example a worm gear.
  • the gear used is also characterized by the fact that it is self-locking, i.e. a set position is maintained even when not in use, without separate locking means. For a particularly play-free locking of the adjustment position, it is advantageous if the transmission is arranged as close as possible and without the interposition of further transmission parts on the base body 2 or on the pedal block 4 of the actuating device.
  • an electric motor 13 is flanged to the base body 2 as the drive for the adjusting device 7.
  • the electric motor 13 drives a gear spindle or worm, these components preferably being arranged in one piece on one end of a motor shaft.
  • the rotary spindle or screw movement causes an axial displacement of a kind of nut which is attached to the pedal bracket 4.
  • the adjusting device 7 allows a change in the relative distance between the base body 2 and the pedal bracket 4.
  • the electric motor 13 pivots together with the base body 2, so that the nut cooperating with the spindle or screw is pivotably attached to the pedal bracket 4 in accordance with the adjustment position.
  • a connection to the vehicle electrical system is provided for the energy supply of the electric motor 13, and that the current supply can be interrupted with the aid of suitable switching means. Furthermore, it may be advantageous to connect the electric motor 13 to an electrical control unit with a memory module using a data bus connection 15 using the CAN protocol.
  • the memory module allows certain, in particular personal, setting data of the actuating device to be kept available.
  • a bus connection 15 with Other electrified adjustment devices such as a seat adjustment, a steering wheel adjustment, a mirror adjustment or with adjustment devices of other pedal levers of a pedal assembly (which includes, for example, a brake, an engine control and, if applicable, a clutch pedal), allow certain positions of further adjustment devices to be centrally located in a common memory module to store and, if desired, for example with the help of a specific code, so that the adjusting devices preferably move simultaneously into the desired position.
  • the electrical outlay and also the assembly outlay are effectively reduced if the control unit and also the memory module are part of an electrical control unit of an electronically controlled vehicle brake system. It is also advantageous if the pedal lever 1 is assigned an actuation sensor which is connected to the control unit.
  • the sensor enables a query regarding the pedal actuation state. Because an actuation status is continuously queried with the aid of an algorithm implemented in the control unit, this enables the adjustment function to be blocked in the event of a pedal actuation. In other words, the control unit does not send any adjustment signals to the electric motor 13, or interrupts its energization when there is an actuation.
  • a hand crank or a handwheel for the drive which initiates the necessary adjustment movements into the transmission arranged on the pedal side by means of suitable adjustment means, for example a flexible shaft.
  • suitable adjustment means for example a flexible shaft.
  • the flexible shaft consequently makes it possible to provide the crank, wheel or the like in a location outside the footwell that is more accessible to the vehicle driver.
  • the actuating device is designed such that in the event of a crash with deformations of the front of the vehicle, a force K not acting on the device in the actuating direction B is deflected into the actuating direction B, with the aid of the pedal lever 1 as
  • Torque transmission means a pivoting movement in the actuating direction is brought about.
  • the pivoting movement is accompanied by a driver-independent brake actuation, which instantly brings a vehicle that is still rolling, tumbling, skidding or in any other way out of control to a stop.
  • the invention is therefore associated with the additional advantage that the risk for uninvolved road users is reduced by minimizing the risk of a subsequent accident because a self-braking effect occurs.
  • the force K acts directly on the transmitter 12 without a reversal of direction, which is arranged with an actuating rod and an actuating piston and a housing correspondingly counter to the actuating direction B.
  • a torque transmission occurs insofar as it is carried along in the actuation direction B, ie is pulled out of the foot area, which reduces the risk of injury.
  • a thickened impact head 14 is arranged on the second lever arm 9 so that the second pedal lever arm 9 comes into contact with a component penetrating into the passenger compartment earlier than the first lever arm 8 and the force K is transmitted to the transmitter 12.
  • FIG. 1 refers to the rear (near the seat) adjustment position, which regularly from Vehicle occupants with a short body length is selected
  • FIG. 2 relates to a front adjustment position for vehicle occupants with a large body length.
  • FIGS. 3 and 4 Another, particularly compact embodiment of the invention is shown in FIGS. 3 and 4.
  • the details described above regarding the adjusting device 7 and its control can be transferred to this embodiment.
  • a base body 20 is articulated by means of bearing means 21 about an imaginary axis 22 on a pedal bracket 23 which can be mounted on the vehicle.
  • the axis 22 basically corresponds to the pivot axis of the actuating device described further above (FIGS. 1 and 2) and could be formed, for example, by a pin, bolt or the like, which is arranged on the base body 20 or the pedal bracket 23.
  • a bearing eye 25 is used to mount a bolt 24, which is to be arranged on the pedal bracket 23 or on the base body 20, depending on the position.
  • an adjusting device 26 which is arranged between the pedal bracket 23 and the base body 20 and can be pivoted about the axis 22 as a result of the lengthening or shortening of corresponding adjusting means.
  • the figure shows primarily the rear end position, the front adjustment end position of the pedal levers 27, 28 being shown in dashed lines. Consequently, the base body 20 is pivotally articulated on the pedal bracket 23 for adjustment by means of the adjusting device 26. In this respect, the device still corresponds to the solution according to FIGS. 1 and 2.
  • a particularly compact design results, however, from the fact that the base body 20 and the pedal bracket 23 are arranged parallel to one another or at least at an acute angle to one another, the pedal bracket 23 being arranged below and on a steering axis.
  • An increased crash safety is achieved in that a front-side deformation of the vehicle cell to abolish the articulation of the base body 20 on the Pedal bracket 23 leads, and the base body 20 is articulated on the pedal bracket 23 together with at least one pedal lever 27, 28 pivoted about another axis.
  • FIG. 4 illustrates in principle the deformations occurring in the area of a fire wall (splash wall) 30 of a vehicle cell after a considerable impact, as a result of which a component (engine block, axle, foreign body or the like) is brought into contact with torque transmission means 29 in the direction of force K.
  • the other, new axis of the base body 20 is defined by a articulation point of the adjustment device 26 on the base body 20 or by a articulation point of the adjustment device 26 on the pedal bracket 23.
  • the bearing means 21 (bearing eye 25, bolt) are released as a result of a displacement of the pedal bracket 23 and base body 20 relative to one another.
  • bearing eye 25 is partially open in the manner of a claw, or if a closed bearing eye 25 tears off due to the relative displacement along a predetermined predetermined breaking point, so that the articulation can be released.
  • bearing means 21 other, equivalent effective arrangements are also conceivable without departing from the invention.
  • torque transmission or torque deflection means 29 which deflect a force that does not act in the actuation direction into the actuation direction and transmit it to the pedal bracket 23 or to the base body 20, so that the linkage of the base body 20 to the pedal bracket 23 can be released due to relative displacement.
  • the force effect K emanating from a movement of a component in the direction of the driver becomes in Direction of actuation B deflected so that there is a relative displacement between the base body 20 and pedal bracket 23, which leads to the release of the first articulation point.
  • At least one pedal lever articulated to a base body was spoken of. It goes without saying that the invention can be applied to a plurality of pedals which are combined to form a single pedal assembly.
  • the invention is particularly suitable for combinations of engine control and brake pedals or for combinations of engine control, clutch and brake, in which one or more pedal levers have the features according to the invention and can be adjusted separately from one another or together.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem fahrzeugfest anordbaren Pedalbock (4) mit einem daran angelenkten und mittels einer Verstellvorrichtung (7) um eine erste Achse schwenkbaren sowie festlegbaren Grundkörper (2) umfassend ein entgegen einer Betätigungsrichtung (B) in einen Fahrzeuginnenraum weisendes Gehäuse für einen hydraulischen oder elektromechanischen Geber (12), und einem an dem Grundkörper (2) schwenkbar angelenkten Pedalhebel (1) mit zwei Schenkeln (8, 9) wobei der erste Schenkel (8) mittels Fusskraft beaufschlagbar ist, und der zweite Schenkel (9) auf den Geber (12) wirkt. Die Vorrichtung erlaubt eine einfache Verstellung der Betätigungsvorrichtung zur Anpassung an die Komfortbedürfnisse unterschiedlicher Fahrer mit unterschiedlichen Körpergrössen (Beinlängen) und weist ferner optimierte Crash-Eigenschaften auf. Schliesslich ist von Vorteil, dass auch hydraulische Geber im Fussraum des Fahrzeuginnenraumes anordbar sind.

Description

Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Betätigungsvorrichtungen sind insbesondere bezüglich der Kupplungsbetätigung grundsätzlich bekannt und unterliegen unterschiedlichsten Anforderungen. Einerseits muß die Vorrichtung wenig Bauraum beanspruchen, denn der Platzbedarf dieses Aggregates geht zu Lasten des für die Fahrzeuginsassen im Fahrzeuginnenraum nutzbaren Raumes. Die Raumnot wird dadurch verstärkt, daß im Bereich des Befestigungspunktes für einen Pedalbock grundsätzlich die Lenksäule durch eine Karosseriewand hindurchgeführt werden muß. Darüber hinaus sind in diesem Bereich vielfach Querverstärkungen vorgesehen, welche sich nach Art eines horizontal verlaufenden Trägers von einer Fahrzeugseite zu einer anderen Fahrzeugseite erstrecken und somit die Fahzeugzelle versteifen.
Weil die Betätigungsvorrichtung den Komfortbedürfnissen auch wechselnder Fahrzeugführer genügen soll, ist die Einstellbarkeit und Anpaßbarkeit der Pedalhebelposition an unterschiedliche Fahrer mit unterschiedlicher Körpergröße, insbesondere Beinlänge, unerläßlich.
Schließlich muß die Betätigungsvorrichtung den sicherheitstechnischen Anforderungen genügen, das heißt ein vorteilhaftes Crashverhalten aufweisen. Insoweit ist eine Vielzahl unterschiedlichster Konzepte bekanntgeworden, um den Pedalhebel im Crash-Fall aktiv von dem Fahrzeugführer wegzuziehen. Die unterschiedlichen Ansätze beseitigen die eingangs genannten Probleme nur teilweise. So sind beispielsweise Lösungen zum Verschwenken einer Hauptbremszylinder- Bremskraftverstärker-Pedaleinheit im Crash-Fall nicht einfach für die Einstellbarkeit der Pedalhebelposition geeignet.
Es ist darüber hinaus ein grundsätzliches Bedüfnis, die Betätigungsvorrichtung als eigenständig handhabbare Einheit, quasi isoliert von den übrigen Fahrzeugkomponenten, von einem Zulieferer zu beziehen, einfach am Fahrzeug zu montieren und dieselbe Lösung ferner auf andere Fahrzeugtypen zu übertragen. Schließlich zeigt die DE 196 17 372 AI eine Pedalanordnung, bei der im Crash- Fall eine pyrotechnische Treibladung gezündet wird, deren Gasdruck eine Kolbeneinrichtung derart antreibt, daß mit Hilfe eines Verriegelungselementes eine Pedalhebelanlenkung freigegeben wird. Eine solche Vorrichtung erfordert einen Aufprallsensor und eine elektronische Steuereinheit, welche ein Zündsignal an die Treibladung abgibt. Der Einsatz pyrotechnischer Bauteile in einem Fahrzeug macht besondere Sicherheitsmaßnahmen auch während der Montage beim Fahrzeughersteller notwendig, weil Fehlauslösungen zu jedem Zeitpunkt in jedem Fall vermieden werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, welche alle oben genannten Problematiken löst und sich ferner kostengünstig in unterschiedliche Fahrzeugtypen integrieren läßt, ohne die Notwendigkeit besondere Sicherheitsmaßnahmen zur Abwendung von Fehlfunktionen ergreifen zu müssen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Die Zeichnung zeigt schematisiert in den Figuren 1 und 2 eine Ausführungsform einer ersten Betätigungsvorrichtung in der jeweils maximal vorderen Verstellposition und in der jeweils maximal hinteren Verstellposition bezogen auf einen nicht gezeigten Fahrzeugführer wobei die Betätigungsendstellung jeweils gestrichelt verdeutlicht ist. Die Figuren 3 zeigt schematisiert eine Ausführungsform einer zweiten Betätigungsvorrichtung und Fig. 4 dieselbe Betätigungsvorrichtung nach einem erheblichen Crash- Ereignis mit stark vereinfacht skizzierter Fahrzeugzellendeformation .
Die Betätigungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 verfügt über einen zweischenkligen Pedalhebel 1, der an einem Grundkörper 2 mit Hilfe eines Bolzen 3 als Achse verschwenkbar angelenkt ist. Der erste Schenkel 8 des Pedalhebels 1 ist mit der Fußkraft beaufschlagbar, und der zweite Schenkel 9 wirkt auf einen grundkörperfesten (vorzugsweise hydraulischen) Geber 12 für einen hydraulischen Verstärker, Hauptbremszylinder oder elektromechanischen Geber 12 für eine elektromechanische Bremsvorrichtung .
Der Grundkörper 2 ist an einem Pedalbock 4 verschwenkbar angelenkt, der an einem fahrzeugfesten Bauteil 5, nämlich einer Wand, Träger oder ähnlichem befestigbar ist. Die Gelenkverbindung zwischen dem Pedalbock 4 und dem Grundkörper 2 erfolgt aus Gründen der Vereinheitlichung vorzugsweise ebenfalls mit Hilfe eines Bolzen 6, wobei grundsätzlich allerdings jede Art von Schwenkverbindung denkbar ist.
Eine Verstellvorrichtung 7 mit einer Gewindespindel-Mutter- Anordnung ist zwischen dem Pedalbock 4 und dem Grundkörper 2 vorgesehen, um eine präzise regulierbare Verstellung der Betätigungsvorrichtung an unterschiedliche Personen zu ermöglichen, was später noch erläutert wird. Das Grundkörper 2 ist zusammen mit dem Pedalhebel 1 relativ zu dem Pedalbock 4 verschwenkbar. Es sind ferner rein mechanisch wirksame Drehmomentübertragung- oder Drehmomentumlenkmittel in Hebelform vorgesehen, welche eine nicht in Betätigungsrichtung auf die Betätigungsvorrichtung wirkende Kraft K in eine Betätigungskraft in Betätigungsrichtung B umlenken, und wobei mit dem hebeiförmigen Drehmomentübertragungs- oder Drehmomentumlenkmittel eine Verschwenkbewegung des Pedalhebels 1 herbeigeführt wird. In den Figuren ist eine, der Betätigungsrichtung B entgegengesetzte Kraft K gekennzeichnet, deren Ursache beispielsweise ein unfallbedingt in die Fahrzeugzelle dringendes Bauteil, oder ein unfallbedingt verschobenes Antriebsaggregat oder ähnliches ist. Es ist ferner der Pedalhebel 1 als Drehmomentübertragungsmittel vorgesehen, und weist ausgehend von einer an einem Grundkörper 2 drehbar befestigten Pedalhebelschwenkachse zwei in unterschiedliche Richtungen weisende, gemäß dem Ausführungsbeispiel einander gegenüberliegende Schenkel 8,9 auf. An einem Ende des ersten Schenkel ist eine Fußplatte (Pad) 10 und an einem Ende des zweiten Schenkel eine Anlenkstelle 11 für ein Betätigungsglied (Druckstange, Gestänge, Seilzug) eines Gebers 12, insbesondere einen hydraulischen Geberzylinder, Hauptbremszylinder, elektrischen Geber mit Kraftsimulation oder ähnlichem vorgesehen. Der Geber 12 ist zusammen mit dem Pedalhebel 1 an dem Grundkörper 2 angeordnet, das seinerseits verschwenkbar an dem Pedalbock 4 gelagert ist. Somit sind Pedalhebel 1 und Geber 12 gemeinsam relativ zu dem Pedalbock 4 verschwenkbar. Die Position des Pedalhebels 1 relativ zu dem Geber 12 bleibt folglich im Rahmen der Verstellbewegung unangetastet. Eine dosierte Verstellung des Grundkörpers 2 läßt sich mit Hilfe einer vorzugsweise motorangetriebenen Gewindespindel-Mutter-Anordnung oder mit Hilfe eines anderen Getriebetypus, beispielsweise einem Schneckengetriebe, erreichen. Das eingesetzte Getriebe zeichnet sich ferner vor allem dadurch aus, daß es selbsthemmend ist, das heißt eine eingestellte Position bleibt auch im nichtangetriebenen Zustand, ohne separate Verriegelungsmittel, erhalten. Für eine besonders spielfreie Arretierung der Verstellposition ist es vorteilhaft, wenn das Getriebe möglichst nahe und ohne Zwischenschaltung weiterer Übertragungsteile an dem Grundkörper 2 oder an dem Pedalbock 4 der Betätigungsvorrichtung angeordnet ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist als Antrieb für die Versteilvorrichtung 7 ein Elektromotor 13 an das Grundkörper 2 angeflanscht. Der Elektromotor 13 treibt eine Getriebespindel oder Schnecke an, wobei vorzugsweise diese Bauelemente einstückig an einem Ende einer Motorwelle angeordnet werden. Es ist allerdings auch denkbar, die Motorwelle mit der genannten Spindel oder Schnecke zu koppeln, ohne die Erfindung zu verlassen. Durch die rotatorische Spindel- oder Schneckenbewegung erfolgt eine Axialverschiebung einer Art Mutter, welche an dem Pedalbock 4 angeschlagen ist. Somit ermöglicht die Verstellvorrichtung 7 eine Veränderung des relativen Abstandes zwischen Grundkörper 2 und Pedalbock 4. Der Elektromotor 13 verschwenkt zusammen mit dem Grundkörper 2, so daß die mit der Spindel oder Schnecke zusammenwirkende Mutter entsprechend der Verstellposition verschwenkbar an dem Pedalbock 4 angeschlagen ist. Es versteht sich, daß für die Energieversorgung des Elektromotors 13 eine in der Figur nicht gezeigte Verbindung zu dem Bordnetz vorgesehen ist, und daß die Bestromung mit Hilfe geeigneter Schaltmittel unterbrechbar ist. Ferner kann es vorteilhaft sein, den Elektromotor 13 mit Hilfe einer Datenbusverbindung 15 unter Benutzung des CAN-Protokolls an eine elektrische Steuereinheit mit einem Speicherbaustein anzubinden. Der Speicherbaustein erlaubt es in diesem Zusammenhang, bestimmte insbesondere personenbezogene Einstelldaten der Betätigungsvorrichtung abrufbar vorrätig zu halten. Eine Busverbindung 15 mit anderen elektrifizierten Versteilvorrichtungen, wie beispielsweise einer Sitzverstellung, einer Lenkradverstellung, einer Spiegelverstellung oder mit VerStellvorrichtungen anderer Pedalhebel einer Pedalbaueinheit (welche beispielsweise ein Brems-, ein Motorsteuerungs- und ggf. ein Kupplungspedal umfasst) ermöglicht es, bestimmte Positionen weiterer Verstellvorrichungen zentral in einem gemeinsamen Speicherbaustein abzulegen und auf Wunsch, beispielsweise mit Hilfe eines bestimmten Code abzurufen, so daß die Verstellvorrichtungen vorzugsweise gleichzeitig in die gewünschte Position verfahren. Der elektrische Aufwand und auch der Montageaufwand wird wirkungsvoll verringert, wenn die Steuereinheit und auch der Speicherbaustein ein Teil einer elektrischen Steuereinheit eines elektronisch gesteuerten Fahrzeugbremssystems ist. Es ist ferner von Vorteil, wenn dem Pedalhebel 1 ein Betätigungssensor zugeordnet ist, welcher mit der Steuereinheit verbunden ist. Der Sensor ermöglicht eine Abfrage hinsichtlich des Pedalbetätigungszustandes . Weil mit Hilfe eines in der Steuereinheit implementierten Algorithmus permanent eine Abfrage des Betätigungsstatus erfolgt, ermöglicht dies eine Sperrung der Verstellfunktion für den Fall einer Pedalbetätigung. Mit anderen Worten gibt die Steuereinheit keine Verstellsignale an den Elektromotor 13, oder unterbricht dessen Bestromung, wenn ein Betätigungsfall vorliegt.
Es ist gleichfalls möglich, für den Antrieb eine Handkurbel oder ein Handrad vorzusehen, welches über geeignete Verstellmittel, beispielsweise eine biegsame Welle die notwendigen Verstellbewegungen in das pedalseitig angeordnete Getriebe einleitet. Die biegsame Welle ermöglicht es folglich, die Kurbel, Rad oder ähnliches auch an einem für den Fahrzeugführer besser zugänglichen Ort außerhalb des Fußraumes vorzusehen. Die Betätigungsvorrichtung ist derart ausgelegt, daß im Crash-Fall mit Verformungen des Fahrzeugvorderwagens, eine nicht in Betätigungsrichtung B auf die Vorrichtung wirkende Kraft K in die Betätigungsrichtung B umgelenkt wird, wobei mit Hilfe des Pedalhebels 1 als
Drehmomentübertragungsmittel eine Verschwenkbewegung in Betätigungsrichtung herbeigeführt wird. Mit der Verschwenkbewegung geht eine fahrerunabhängige Bremsbetätigung einher, welche ein noch rollendes, taumelndes, schleuderndes oder in sonstiger Weise außer Kontrolle geratenes Fahrzeug augenblicklich zum Stehen bringt. Die Erfindung ist folglich mit dem zusätzlichen Vorteil verbunden, daß das Risiko für unbeteiligte Verkehrsteilnehmer dadurch verringert wird, daß das Folgeunfallrisiko minimiert wird, weil ein Selbstbremseffekt eintritt.
Wie die Figur 1 des Ausführungsbeispiel zeigt, wirkt die Kraft K ohne Richtungsumkehr unmittelbar auf den Geber 12, der mit einer Betätigungsstange und einem Betätigungskolben sowie einem Gehäuse entsprechend entgegen der Betätgungsrichtung B angeordnet ist. In Hinblick auf den ersten Hebelarm 8 tritt eine Drehmomentübertragung insofern ein, als er in die Betätigungsrichtung B mitgenommen wird, also aus dem Fußbereich herausgezogen wird, was das Verletzungsriskio vermindert. Damit der zweite Pedalhebelarm 9 zeitlich früher als der erste Hebelarm 8 mit einem in die Fahrgastzelle eindringenden Bauteil in Kontakt kommt, und die Kraft K auf den Geber 12 überträgt, ist ein verdickter Prallkopf 14 an dem zweiten Hebelarm 9 angeordnet.
In den Figuren 1 und 2 ist die jeweils unbetätigte Pedalhebelstellung eingezeichnet und die maximale Pedalhebelverschwenkung unter maximaler Betätigungskraft ist gestrichelt verdeutlicht. Fig. 1 bezieht sich dabei auf hintere (sitznahe) Verstellposition, welche regelmäßig von Fahrzeuginsassen mit geringer Körperlänge gewählt wird, und Fig. 2 bezieht sich auf eine vordere Verstellpostition für Fahrzeuginsassen von großer Körperlänge.
Eine andere, besonders kompakt bauende Ausführungsform der Erfindung geht aus den Fig. 3 und 4 hervor. Dabei können die oben beschriebenen Einzelheiten betreffend die Verstellvorrichtung 7 und deren Ansteuerung auf diese Ausführungsform übertragen werden. Ein Grundkörper 20 ist mittels Lagermitteln 21 um eine gedachte Achse 22 an einem fahrzeugfest montierbaren Pedalbock 23 angelenkt. Dabei entspricht die Achse 22 grundsätzlich der Schwenkachse der weiter vorne beschriebenen Betätigungsvorrichtung (Fig. 1 und 2) und könnte beispielsweise durch einen Stift, Bolzen oder ähnlichem gebildet werden, welcher an dem Grundkörper 20 oder dem Pedalbock 23 angeordnet ist. Zur Lagerung eines Bolzen 24 dient ein Lagerauge 25, welches je nach dem an dem Pedalbock 23 oder an dem Grundkörper 20 anzuordnen ist. Im Abstand zu der Achse 22 befindet sich eine zwischen Pedalbock 23 und Grundkörper 20 angeordnete Verstellvorrichtung 26, mit der infolge Verlängerung oder Verkürzung entsprechender Stellmittel eine Verschwenkung um die Achse 22 vorgenommen werden kann. Die Figur zeigt primär die rückwärtige Endposition, wobei die vordere Verstellendstellung der Pedalhebel 27, 28 gestrichelt verdeutlicht ist. Folglich ist der Grundkörper 20 für die Verstellung mithilfe der Verstellvorrichtung 26 schwenkbar an dem Pedalbock 23 angelenkt. Insoweit stimmt die Vorrichtung noch mit der Lösung nach Fig. 1 und 2 überein. Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich allerdings dadurch, daß der Grundkörper 20 und der Pedalbock 23 parallel nebeneinanderliegend oder zumindest in spitzem Winkel zueinander angeordnet sind, wobei der Pedalbock 23 unterhalb einer Lenkachse sowie an dieser angeordnet ist. Eine erhöhte Crashsicherheit wird dadurch erreicht, daß eine frontseitige Deformation der Fahrzeugzelle zu einer Aufhebung der Anlenkung des Grundkörpers 20 an dem Pedalbock 23 führt, und der Grundkörper 20 zusammen mit mindestens einem daran angelenkten Pedalhebel 27, 28 um eine andere Achse verschwenkbar an dem Pedalbock 23 angelenkt ist. Fig. 4 verdeutlicht in diesem Zusammenhang prinzipiell die im Bereich einer Brandwand (Spritzwand) 30 einer Fahrzeugzelle auftretenden Deformationen nach einem erheblichen Aufprall, wodurch ein Bauteil (Motorblock, Achse, Fremdkörper oder ähnliches) in Kraftrichtung K in Anlage an Drehmomentübertragungsmittel 29 gebracht wird. Die andere, neue Achse des Grundkörpers 20 ist durch eine Anlenkstelle der Verstellvorrichtung 26 an dem Grundkörper 20 oder durch eine Anlenkstelle der Verstellvorrichtung 26 an dem Pedalbock 23 definiert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel werden die Lagermittel 21 (Lagerauge 25, Bolzen) infolge einer Verschiebung von Pedalbock 23 und Grundkörper 20 relativ zueinander ausgeklinkt. Es bietet sich hierbei an, wenn das Lagerauge 25 nach Art einer Klaue teilweise offen ausgebildet ist, oder wenn ein geschlossenes Lagerauge 25 infolge der Relativverschiebung entlang einer vorbestimmten Sollbruchstelle abreißt, so daß die Anlenkung freigegeben werden kann. Beispielsweise erfolgt ein aktives Verschieben des mit dem Bolzen versehenen Grundkörpers 20 in Richtung Fahrer, so daß der Bolzen, wie in Fig. 4 verdeutlicht, aus der Klaue ausgehängt wird. Selbstverständlich sind in Hinblick auf die Lagermittel 21 auch andere, äquivalent wirksame Anordnungen denkbar, ohne die Erfindung zu verlassen.
Ein weiterer Vorteil ist damit verbunden, wenn Drehmomentübertragungs- oder Drehmomentumlenkmittel 29 vorgesehen sind, welche eine nicht in Betätigungsrichtung wirkende Kraft in die Betätigungsrichtung umlenken und auf den Pedalbock 23 oder auf den Grundkörper 20 übertragen, so daß die Anlenkung des Grundkörper 20 an dem Pedalbock 23 infolge Relativverschiebung freigebbar ist. Mit anderen Worten wird die von einer Bewegung eines Bauteiles in Richtung Fahrer ausgehende Kraftwirkung K derart in Betätigungsrichtung B umgelenkt, daß es zu einer Relativverschiebung zwischen Grundkörper 20 und Pedalbock 23 kommt, was zum Ausklinken der ersten Anlenkstelle führt. In der Konsequenz erlaubt dies eine (von der ursprünglichen Einstellachse) entkoppelte Verschwenkbewegung des Grundkörpers 20 zusammen mit den Pedalen 27,28 (um eine neue Schwenkachse) in Richtung Fahrzeugvorderwagens, also in eine ungefährliche Position. Es versteht sich, daß alle Merkmale betreffend die Verstellvorrichtung 26 der ersten Lösung (Fig. 1 und 2) auf die zweite Lösung (Fig. 3 und 4) übertragen werden können.
In der vorstehenden Beschreibung wurde teilweise von wenigstens einem an einem Grundkörper angelenkten Pedalhebel gesprochen. Es versteht sich, daß die Erfindung auf mehrere Pedale, welche zu einer einzigen Pedalbaugruppe zusammengefaßt sind, übertragbar ist. Die Erfindung ist insbesondere für Kombinationen von Motorsteuerungs- und Bremspedalen oder für Kombinationen von Motorsteuerung, Kupplung und Bremse geeignet, bei denen ein oder mehrere Pedalhebel die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisen und separat voneinander oder aber gemeinsam verstellbar sind.

Claims

O 00/78583 - 1 1 - PCT/EPOO/04802Patentansprüche
L. Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem fahrzeugfest anordbaren Pedalbock (4) mit einem daran angelenkten und mittels einer Verstellvorrichtung (7) um eine erste Achse schwenkbaren sowie festlegbaren Grundkörper (2) umfassend ein entgegen einer Betätigungsrichtung (B) in einen Fahrzeuginnenraum weisendes Gehäuse für einen hydraulischen oder elektromechanischen Geber (12), und einem an dem Grundkörper (2) schwenkbar angelenkten Pedalhebel (1) mit zwei Schenkeln (8,9) wobei der erste Schenkel (8) mittels Fußkraft beaufschlagbar ist, und der zweite Schenkel (9) auf den Geber (12) wirkt.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalhebel (1) als Drehmomentübertragungs- oder Drehmomentumlenkmittel vorgesehen ist, welches eine nicht in Betätigungsrichtung auf die Betätigungsvorrichtung wirkende Kraft (K) in eine Betätigungskraft in Betätigungsrichtung (B) umlenkt, und daß mit dem Drehmomentübertragungs- oder Drehmomentumlenkmittel eine Verschwenkbewegung des Pedalhebels (1) herbeigeführt wird.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalhebel (1) als Drehmomentübertragungs- oder Drehmomentumlenkmittel vorgesehen ist, und daß dieser im Falle einer Fahrzeugdeformation eine fahrerunabhängige Bremsbetätigung infolge der Verschwenkbewegung auslöst.
4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Schenkel des Pedalhebels ein Fußbetätigungsteil (10) angeordnet ist, und daß an dem zweiten Schenkel (9) eine Anlenkstelle (11) vorgesehen ist, an der ein Betätigungsglied für den Geber (12) befestigbar ist, und daß der zweite Hebelarm (9) mit einem Prallkopf (14) versehen ist, welcher im Falle einer unfallbedingten Fahrzeugdeformation zeitlich früher in kraftübertragenden Kontakt mit einem entgegen der Betätigungsrichtung in die Fahrzeugzelle eindringenden Bauteil kommt, als der erste Schenkel (8).
5. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (8,9) einander diametral gegenüberliegen.
6. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (7) eine Gewindespindel- Mutter-Anordnung aufweist, welche eine festlegbare Schwenkbewegung des Grundkörperes (2) relativ zu dem an einem Fahrzeug befestigbaren Pedalbock (4) ermöglicht, so daß die Position des Pedalhebels (1) relativ zu dem Geber(12) erhalten bleibt.
7. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die Verstellvorrichtung (7) ein Elektromotor (13) vorgesehen ist, welcher mit Hilfe einer Busverbindung (15) insbesondere unter Verwendung des CAN-Protokoll an eine Steuereinheit angeschlossen ist, und daß der Steuereinheit ein Speichermodul zum Speichern von Verstellpositionen mehrerer Verstellvorrichungen zugeordnet ist.
8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit und das Speichermodul für die Verstellvorrichtung (7) ein Teil einer Steuereinheit für ein elektronisch gesteuertes Fahrzeugbremssystem ist.
. Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfest montierbaren Pedalbock (23), und einem Grundkörper (20) welcher mittels Lagermitteln (21) verschwenkbar um eine gedachte Achse (22) an dem Pedalbock (23) angelenkt ist, und mit einer Verstellvorrichtung (26), welche im Abstand zu der Achse (22) zwischen dem Pedalbock (23) und dem Grundkörper (20) vorgesehen ist, wobei die Anlenkung des Grundkörpers (20) an dem Pedalbock (23) freigebbar ist, so daß der Grundkörper (20) zusammen mit mindestens einem daran angelenkten Pedalhebel (27,28) um eine andere Achse verschwenkbar an dem Pedalbock (23) angelenkt ist.
10.Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Achse durch eine Anlenkstelle der Verstellvorrichtung (26) an dem Grundkörper (20) oder durch eine Anlenkstelle der Verstellvorrichtung (26) an dem Pedalbock (23) definiert ist.
11.Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel (21) für die erste Achse (22) infolge einer Verschiebung des Grundkörpers (20) relativ zu dem Pedalbock (23) lösbar sind, oder umgekehrt.
12.Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel (21) eine an dem Pedalbock (23) vorgesehene und teilweise offene Klaue für eine an dem Grundkörper (20) vorgesehene Lagerachse aufweisen, so daß die Anlenkung infolge einer Relativverschiebung zwischen Grundkörper (20) und Pedalbock (23) lösbar ist.
13.Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel (21) eine an dem Grundkörper (20) vorgesehene und teilweise offene Klaue für eine an dem Pedalbock (23) vorgesehene Lagerachse aufweisen, so daß die Anlenkung infolge einer Relativverschiebung zwischen Grundkörper (20) und Pedalbock (23) lösbar ist.
14.Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Drehmomentübertragungs- oder Drehmomentumlenkmittel (29) vorgesehen sind, welche eine nicht in Betätigungsrichtung auf die Betätigungsvorrichtung wirkende Kraft in Betätigungsrichtung (B) umlenken und auf den Pedalbock (23) oder auf den Grundkörper (20) übertragen, so daß die Anlenkung des Grundkörpers (20) an dem Pedalbock (23) infolge Relativverschiebung freigebbar ist.
15.Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (26) mit den kennzeichnenden Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8.
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