DE102016224660A1 - Betätigungsanordnung für eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsanordnung für eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug.
- Stand der Technik
- Parksperrenanordnungen für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen sind dem Fachmann allgemein bekannt. Typischerweise umfassen sie ein mit einer zentralen Welle des Getriebes verbundenes Sperrrad mit einer äußeren Sperrverzahnung, in die bedarfsweise eine am Getriebegehäuse angelenkte, d.h. schwenkbar gelagerte Sperrklinke einrasten und dadurch eine Rotation des Sperrrades und der mit dieser drehfest verbundenen Getriebewelle unterbinden kann. Derartige Parksperrenanordnungen sind verschiedenen gesetzlichen und Bedienungskomfort-bedingten Vorgaben unterworfen. So ist vorgeschrieben, dass auch bei Ausfall sämtlicher Betätigungssysteme ein Einlegen der Parksperre bei abgestelltem Fahrzeug gewährleistet ist. Andererseits muss vermieden werden, dass die Parksperre aufgrund von Systemfehlern während des Fahrzeugbetriebs unbeabsichtigt eingelegt wird. Schließlich soll es auch bei komplettem Systemausfall möglich sein, beispielsweise zum Abschleppen eines Fahrzeugs dessen Parksperre auszulegen.
- Die üblichen Ansätze betreffen Anordnungen im Bereich der Sperrklinke bzw. des Sperrrades. Dies ist vorwiegend der üblichen hydraulischen oder mechanischen Ansteuerung von Parksperren geschuldet. Im Hinblick auf die zunehmende Elektrifizierung der Getriebesteuerung erscheint es jedoch wünschenswert, die Betätigungsanordnung für die Parksperre von der eigentlichen Sperrmechanik räumlich unabhängig zu gestalten und mit sämtlichen Funktionalitäten an einem gut zugänglichen und den erforderlichen Bauraum bietendem Platz im Fahrzeug zu positionieren. Dabei bedarf es selbstverständlich einer Parksperrensteuerstrecke, die ein mechanisches Betätigungsorgan in der Betätigungsvorrichtung mit der eigentlichen Sperrmechanik verbindet. Diese Sperrklinkensteuerstrecke kann hydraulisch, mechanisch, elektrisch oder auf andere Weise ausgebildet sein und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ebensowenig wie die konstruktive Gestaltung der eigentlichen Sperrmechanik, die nachfolgend daher allgemein als „Parksperre“ angesprochen wird.
- Aufgabe
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine völlig neuartig gestaltete Betätigungsanordnung, in der alle wesentlichen Wirk- und Sicherheitsfunktionen integriert sind, zur Verfügung zu stellen.
- Darlegung der Erfindung
- Diese Aufgabe wird mit einer Betätigungsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, d.h. mit einer Betätigungsanordnung für eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, umfassend
- - einen Stellantrieb mit einem relativ zu einer Basis linear zwischen einer Zentralstellung und wenigstens einer ersten ausgelenkten Schiebestellung verschieblichen Stellglied,
- - einen zwischen einer Einrückstellung und einer Ausrückstellung relativ zur Basis linear, insbesondere parallel zu dem Stellglied, verschieblichen Sperrschieber, der über eine Parksperrensteuerstrecke mit einer Parksperre koppelbar ist, sodass in seiner durch einen Anschlag definierten Einrückstellung ein Einlegen der Parksperre erlaubt und in seiner Ausrückstellung unterbunden ist, und
- - einen Schwenkhebel, der sowohl - an einer Stellglied-Lagerstelle - an dem Stellglied als auch - an einer Sperrschieber-Lagerstelle - an dem Sperrschieber schwenkbar gelagert ist und der zudem an einer weiteren Anlenkstelle relativ zur Basis schwenkbar gelagert ist, sodass mittels einer Verschiebung des Stellgliedes eine entsprechend hebelübersetzte Verschiebung des Sperrschiebers bewirkbar ist,
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
- Als eigentliches Betätigungsorgan dient der linear verschiebliche Sperrschieber. Dieser ist zwischen einer Einrückposition und einer Ausrückposition verschieblich und ist über die Parksperrensteuerstrecke mit der eigentlichen Sperrklinkenmechanik gekoppelt. Die Einrückstellung des Sperrschiebers entspricht dabei dem Einlegezustand der Parksperre; seine Ausrückstellung hingegen deren Auslegezustand. Wie dies im Bereich der eigentlichen Sperrklinkenmechanik im Einzelnen umgesetzt ist, ist für die vorliegende Erfindung nicht relevant. Typischerweise ist der Auslegezustand zwingend mit einem fehlenden Zahneingriff zwischen Sperrklinke und Sperrrad verbunden, während der Einlegezustand den Zahneingriff lediglich unter weiteren Randbedingungen, z.B. Unterschreitung einer sehr niedrigen Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs, erlaubt.
- Die Verschiebung des Sperrschiebers zwischen seiner Einrückstellung und seiner Ausrückstellung erfolgt mittelbar über die Bewegung des hebelgekoppelten, ebenfalls linear verschieblichen Stellgliedes. Beispielsweise und bevorzugt kann das Stellglied über einen mittels eines elektromotorischen Direktantriebs ansteuerbaren Spindeltriebs verschoben werden. Das Stellglied kann zwischen wenigstens zwei Schiebestellungen verschoben werden, die hier rein zur sprachlichen Unterscheidbarkeit als Zentralstellung und erste ausgelenkte Schiebestellung angesprochen werden. Die Verschieberichtungen von Stellglied und Sperrschieber sind bevorzugt parallel zueinander orientiert. Zur Übertragung der Translationsbewegung des Stellgliedes auf den Sperrschieber sind diese beiden Elemente über den Schwenkhebel miteinander gekoppelt. Der Schwenkhebel ist sowohl am Stellglied als auch am Sperrschieber angelenkt. Um eine Hebelübersetzung der Bewegung zwischen dem Stellglied und dem Sperrschieber zu erreichen, muss der Schwenkhebel zusätzlich an einer weiteren Anlenkstelle gelagert sein. Der Fachmann wird erkennen, dass die Begriffe „anlenken“ und „schwenkbar lagern“ hier synonym verwendet werden. Die oben gemachte Unterscheidung zwischen „Lagerstellen“ des Schwenkhebels (an Stellglied bzw. Sperrschieber) und „weiterer Anlenkstelle“ des Schwenkhebels sind daher nicht funktionaler sondern rein sprachlicher Natur zur leichteren gedanklichen Unterscheidbarkeit der entsprechend bezeichneten Elemente; eine konstruktive Implikation ist damit keinesfalls verbunden.
- Die reine Überführbarkeit des Sperrschiebers zwischen seiner Ein- und Ausrückstellung könnte bereits gewährleistet sein, wenn sich die weitere Anlenkstelle unmittelbar an der Basis, beispielsweise einem karosseriefestem Gehäuse, befinden würde. Es ist jedoch eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, dass der Schwenkhebel mit dieser weiteren Anlenkstelle an dem Grundhebel angelenkt ist, der seinerseits schwenkbar an der Basis gelagert ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Position der weiteren Anlenkstelle und damit auch die Hebelkopplung zwischen Stellglied und Sperrschieber in Abhängigkeit von der Schwenkstellung des Grundhebels variiert werden kann.
- Der Grundhebel ist in wenigstens zwei Schwenkstellungen verschwenkbar, nämlich einer hier als Grundstellung bezeichneten Schwenkstellung und einer hier als Vorspannstellung bezeichneten Schwenkstellung. Mittels der Vorspannfeder ist der Grundhebel in Richtung seiner Grundstellung federvorgespannt. Die Überführung in die Vorspannstellung erfordert eine Verschwenkung des Grundhebels entgegen der Federkraft der Vorspannfeder. Um verhindern zu können, dass der Grundhebel aus seiner Vorspannfeder unverzüglich, der Federkraft der Vorspannfeder folgend, in seine Grundstellung zurücküberführt wird, ist die elektromagnetische Verriegelung vorgesehen, mittels derer der Grundhebel in seiner Vorspannstellung entgegen der Vorspannfederkraft haltbar ist. Der Normalbetrieb einer mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung ausgestatteten Parksperrenanordnung, d.h. das ordnungsgemäße Ein- und Auslegen der Parksperre, kann bei in seiner Vorspannstellung befindlichem Grundhebel erfolgen, in die dieser beim ordnungsgemäßen Fahrzeugstart überführt werden kann. Die Sicherheits- und Komfortfunktionen können hingegen von der Grundstellung des Grundhebels ausgehen, in die er aufgrund seiner Federvorspannung bei Systemausfall automatisch überführt wird.
- Diese Merkmale stellen die erfindungsgemäße Grundlage für die Realisierung der oben bereits angesprochenen Sicherheits- und Komfortfunktionen dar, die je nach Ausführungsform der Erfindung in unterschiedlichem Ausmaß verwirklicht und in ihren kinematischen Details unterschiedlich umgesetzt sein können. Die Wirkungsweisen zweier repräsentativer Ausführungsbeispiele sollen weiter unten im Rahmen der speziellen Beschreibung näher diskutiert werden, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsformen beschränkt sein soll.
- Einige der konkreten mechanischen und kinematischen Wirkungsweisen hängen von der Relativpositionierung der Lagerstellen bzw. weiteren Anlenkstelle des Schwenkhebels ab. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine der Lagerstellen des Schwenkhebels zwischen der weiteren Anlenkstelle und der anderen Lagerstelle liegt. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sperrschieber-Lagerstelle zwischen der weiteren Lagerstelle und der Stellglied-Lagerstelle liegt. Bei dieser Ausführungsform ist also mit der Hebelübersetzung zwischen Stellglied und Sperrschieber keine Richtungsumkehr sondern lediglich eine Amplitudenübersetzung zwischen den jeweiligen Schiebebewegungen verbunden. Insbesondere macht das Stellglied einen größeren Weg als der Sperrschieber. Zudem hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass bei festgehaltenem Sperrschieber - insbesondere mittels des Anschlags in Einrückposition - eine Verschiebung des Stellgliedes unmittelbar zur Verschwenkung des Grundhebels genutzt werden kann.
- Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist hingegen vorgesehen, dass die weitere Anlenkstelle zwischen den Lagerstellen des Schwenkhebels liegt. Dies bedeutet zum einen eine Richtungsumkehr der Schieberichtungen von Stellglied und Sperrschieber aufgrund der Hebelübersetzung durch den Schwenkhebel. Zum anderen ist es für eine aktive Auslenkung des Grundhebels durch Ansteuerung des Stellgliedes erforderlich, dass der Schwenkhebel und der Grundhebel zusätzlich über einen einseitig in Richtung einer Verschwenkung des Grundhebels in seine Grundstellung wirksamen Mitnehmer miteinander gekoppelt sind.
- Die Änderung der Hebelkopplung zwischen Stellglied und Sperrschieber mittels Verschwenkung des Grundhebels kann mit Änderungen der effektiven Hebellänge des Schwenkhebels verbunden sein. Um dies ausgleichen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens eine Lagerstelle des Schwenkhebels und/oder dessen weitere Anlenkstelle zusätzlich zu der Schwenkbewegung eine axiale Bewegungskomponente zulässt. Insbesondere kann sie als ein einen Bolzen umgreifendes Langloch ausgebildet ist, wobei es weitgehend irrelevant ist, welches der jeweils zusammenwirkenden Elemente das Langloch und welches den Bolzen trägt.
- Es ist denkbar, die elektromagnetische Verriegelung unmittelbar am Grundhebel ansetzen zu lassen. Dieser kann zur Verringerung der hierzu notwenigen Kraft einen über die Grundhebel-Schwenkachse hinausragenden Hebelarm aufweisen. Als günstiger hat sich jedoch eine Weiterbildung der Erfindung erwiesen, die sich durch einen um eine zur Grundhebel-Schwenkachse parallele oder koaxiale Schlepphebel-Schwenkachse schwenkbaren Schlepphebel auszeichnet, wobei der Schlepphebel und der Grundhebel über einen einseitig in Richtung einer Verschwenkung des Grundhebels in seine Grundstellung wirksamen Mitnehmer miteinander gekoppelt sind und wobei die elektromagnetische Verriegelung an dem Schlepphebel angreift. Die elektromagnetische Verriegelung kann dann am Schlepphebel ansetzen und wirkt über den Mitnehmer einer Rückstellung des Grundhebels von dessen Vorspannstellung in seine Grundstellung ebenso entgegen, wie im Fall eines einteilig mit zwei Hebelarmen ausgebildeten Grundhebels. Allerdings hat die hier beschriebene, zweiteilige Ausgestaltung den Vorteil, dass der Grundhebel trotz Fixierung des Schlepphebels über seine Vorspannstellung hinaus ausgelenkt werden kann, was, wie weiter unten näher erläutert, eine zusätzliche Komfort-Funktionalität ermöglicht.
- Günstigerweise sind der Schlepphebel und der Grundhebel dabei mittels einer Schleppfeder in Wirkrichtung des Mitnehmers gegeneinander federvorgespannt sind. Dadurch ist gewährleistet, dass der Grundhebel und der Schlepphebel auch im kräftefreien Zustand (bei Kraftbeaufschlagung in Wirkrichtung des Mitnehmers / der Schleppfeder sowieso) eine definierte Winkellage zueinander einnehmen.
- Die elektromagnetische Verriegelung ist vorzugsweise als ein mit einer magnetisch wirksamen, insbesondere ferromagnetischen Haftscheibe des Schlepphebels wechselwirkender Elektromagnet ausgebildet. Anders als elektromagnetische Verriegelungen, die elektromagnetisch ansteuerbare, formschlüssig wirkende Elemente nutzen und deren bedarfsweise Öffnung ggf. von Temperarturschwankungen, Korrosion etc. abhängig sein kann, öffnet eine rein auf Magnetkraft basierende Verriegelung in jedem Bedarfsfall absolut zuverlässig. Dies gilt insbesondere im Fehlerfall eines ausfallenden elektrischen Systems.
- Um zusätzliche Komfortfunktionalitäten realisieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Stellglied durch eine Verschiebung in die - ausgehend von seiner Zentralstellung - der ersten ausgelenkten Schiebestellung entgegengesetzten Richtung in eine zweite ausgelenkte Schiebestellung verschiebbar ist. Funktionsbeispiele hierfür sollen weiter unten ausführlicher diskutiert werden.
- Der Stellantrieb ist bevorzugt als ein insbesondere selbsthemmender elektromotorischer Spindeltrieb ausgebildet. Andere Arten von Stellantrieben, die eine Lineare Verschiebung des Stellgliedes bewirken können, sind selbstverständlich ebenso einsetzbar. Der selbsthemmende elektromotorische Spindeltrieb hat jedoch den Vorteil besonderer konstruktiver Einfachheit und Zuverlässigkeit.
- Um eine automatisierte Ansteuerung der erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass eine entsprechende Steuereinheit stets über die aktuellen Positionen bzw. Orientierungen der beteiligten Elemente informiert ist. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Stellung des Grundhebels, des Schlepphebels, sofern vorhanden, des Stellgliedes und/oder des Sperrschiebers mittels einer elektronischen Sensorik, die insbesondere wenigstens einen Hall-Sensor umfasst, erfassbar ist. Auch Informationen, die im Fahrzeug typischerweise ohnehin erfasst werden, wie z.B. Fehlerdiagnoseinformationen, können zur Steuerung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung hilfreich sein.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
- Figurenliste
- Es zeigen:
-
1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung in einer ersten Stellung, -
2 die Anordnung von1 in einer zweiten Stellung, -
3 die Anordnung von1 in einer dritten Stellung, -
4 die Anordnung von1 in einer vierten Stellung, -
5 die Anordnung von1 in einer fünften Stellung sowie -
6 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung. - Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
- Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.
- Die
1 bis5 zeigen unterschiedliche Zustände einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung10 . - Bevor die einzelnen Zustände erläutert werden, sollen zunächst die konstruktiven Merkmale der dargestellten Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Sofern nicht anders angegeben, werden alle Bewegungen in Relation zu einer Basis
100 beschrieben, die beispielsweise durch ein karosseriefestes Gehäuse realisiert sein kann. Bei der dargestellten Ausführungsform stellt eine jochbogenartige Brücke einen wesentlichen Teil der Basis100 dar. Andere mit dem Bezugszeichen100 gekennzeichnete Elemente sind zu diesem Jochbogen räumlich fixiert angeordnet. So ist ein Stellantrieb200 durch einen an der Basis festgelegten Elektromotor210 realisiert, der eine relativ zur Basis100 um ihre Längsachse rotierbare Spindel220 antreibt. Auf der Spindel220 ist mit korrespondierendem Gewinde ein Stellglied230 gelagert, welches an der Basis100 gegen Rotation gesichert ist. Ein Betrieb des Elektromotors210 führt somit nach Art eines bekannten Spindeltriebs zu einer Axialverschiebung des Stellgliedes230 . Parallel zur Spindel220 ist ein Sperrschieber300 verschieblich an der Basis100 gelagert. In der in1 gezeigten Stellung liegt der Sperrschieber300 in seiner als Einrückstellung bezeichneten Stellung an einem Anschlag110 der Basis100 an. Aus dieser Position ist somit lediglich eine Verschiebung vom Anschlag110 weg, d.h. nach links in1 , möglich. - Das Stellglied
230 und der Sperrschieber300 sind mittels eines Schwenkhebels400 miteinander gekoppelt. Der Schwenkhebel400 ist an einer Stellglied-Lagerstelle410 schwenkbar am Stellglied230 gelagert. Die Stellglied-Lagerstelle410 weist ein deutliches Axialspiel auf, was bei der dargestellten Ausführungsform insbesondere durch ein im Schwenkhebel400 ausgebildetes Langloch realisiert ist, welches einen korrespondierenden Bolzen am Stellglied230 umgreift. Weiter ist der Schwenkhebel400 an einer Sperrschieber-Lagerstelle420 schwenkbar am Sperrschieber300 gelagert. Die Sperrschieber-Lagerstelle420 weist kein Axialspiel auf. Schließlich ist der Schwenkhebel400 noch an einer weiteren Anlenkstelle430 schwenkbar und mit Axialspiel an einem Grundhebel500 angelenkt. Auch die weitere Anlenkstelle430 ist bei der gezeigten Ausführungsform als Langloch im Schwenkhebel400 , welches einen Bolzen530 am Grundhebel500 umgreift, ausgebildet. - Der Grundhebel
500 ist um eine Grundhebel-Schwenkachse510 schwenkbar an der Basis100 gelagert. Die Grundhebel-Schwenkachse510 weist bei der gezeigten Ausführungsform einen Werkzeugansatz512 auf, der beispielsweise als Aufnahme für einen Innensechskant-Schlüssel ausgebildet ist. Hierdurch ist eine manuelle Verschwenkung des Grundhebels500 möglich. Der Grundhebel500 weist an seinem der Grundhebel-Schwenkachse510 abgewandten Ende ein Widerlager auf, an dem eine Vorspannfeder800 festgelegt ist, die anderenends an der Basis100 fixiert ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Vorspannfeder800 als Trompetenfeder ausgebildet. Andere Federformen sind selbstverständlich ebenso anwendbar. - Ebenfalls um die Grundhebel-Schwenkachse
510 herum, jedoch prinzipiell unabhängig vom Schwenkhebel500 ist ein Schlepphebel600 gelagert. Allerdings sind der Grundhebel500 und der Schlepphebel600 über einen Mitnehmer620 miteinander gekoppelt. Der Mitnehmer620 zwingt den Grundhebel500 und den Schlepphebel600 zu einer gemeinsamen Verschwenkung, sofern ein in Richtung einer Winkelverkleinerung zwischen den beiden Hebeln gerichtetes Drehmoment auf einen der Hebel wirkt. Einem in umgekehrter Richtung, d.h. in Richtung einer Winkelvergrößerung zwischen den Hebeln 500, 600 gerichteten Drehmoment können beide Hebel500 ,600 getrennt folgen. Allerdings ist zwischen den Hebeln500 ,600 eine in den1 -5 nicht erkennbare Schleppfeder vorgesehen, die einer derartigen Relativverschwenkung entgegen wirkt. - An seinem der Grundhebel-Schwenkachse
510 abgewandten Ende trägt der Schlepphebel600 eine ferromagnetische Haftscheibe610 , die mit einem an der Basis100 festgelegten Elektromagneten700 wechselwirken kann. -
1 zeigt die Betätigungsanordnung10 in ihrem Ruhezustand bei abgestelltem Fahrzeug. In diesem Zustand ist die elektromagnetische Verriegelung700 /610 des Grundhebels500 inaktiv. Folglich befindet er sich der Vorspannfederkraft der Vorspannfeder800 folgend in seiner Grundstellung. Die Parksperrensteuerung ist so gestaltet, dass das Stellglied230 beim ordnungsgemäßen Abstellen des Fahrzeugs in seine in1 gezeigte Zentralstellung überführt wird. Die Lage des Schwenkhebels400 ist somit durch die Zentralstellung des Stellgliedes230 und die Grundstellung des Grundhebels500 definiert. Die Sperrschieber-Lagerstelle420 des Schwenkhebels400 am Sperrschieber300 ist so positioniert, dass dieser in der geschilderten Situation in seine Einrückstellung, in der er an einem Anschlag110 anliegt, gezwungen wird. Die Parksperre befindet sich daher im Einlegezustand. - Beim Start des Fahrzeugs wird der Stellantrieb
200 so angesteuert, dass das Stellglied230 , wie in2 gezeigt, in seine erste ausgelenkte Schiebestellung verschoben wird. Die hierdurch über den Schwenkhebel400 auf den Sperrschieber300 ausgeübte Kraft presst diesen weiter gegen den Anschlag110 , an dem er in seiner Einrückstellung anliegt. Folglich ergibt sich keine Verschiebung des Sperrschiebers300 . Stattdessen wirkt die Sperrschieber-Lagerstelle420 als Schwenkachse des Schwenkhebels400 , sodass sich ein auf die weitere Anlenkstelle430 wirkendes Drehmoment ergibt. Hierdurch wird der Grundhebel500 entgegen der Vorspannfederkraft von seiner Grundstellung in seine Vorspannstellung überführt. Durch Bestromen der elektromagnetischen Verriegelung700 /610 wird der Grundhebel500 in dieser Vorspannstellung gehalten. Die Parksperre befindet sich nach wie vor im Einlegezustand; die Betätigungsanordnung ist nun jedoch für den Normalbetrieb bereit. - Zum Auslegen der Parksperre im Normalbetrieb wird das Stellglied
230 , wie in3 gezeigt, mittels des Stellantriebs200 zurück in seiner Zentralstellung gefahren. Die mit dem Grundhebel500 festgehaltene weitere Anlenkstelle430 dient nun als Schwenkachse des Schwenkhebels400 . Es resultiert eine Axialkraft auf den Sperrschieber300 weg von seinem Anschlag, sodass er in die Ausrückstellung überführt wird. Dies führt über die Parksperrensteuerstrecke zu einem Auslegen der Parksperre. Soll die Parksperre wieder eingelegt werden, wird das Stellglied230 in umgekehrter Richtung in seine erste ausgelenkte Schiebestellung verschoben, der Schwenkhebel400 schwenkt um die weitere Anlenkstelle430 zurück und der Sperrschieber300 wird zurück in seine Einrückstellung verschoben, sodass die Parksperre erneut eingelegt wird. Im Normalbetrieb wechselt das System beim Ein- und Auslegen der Parksperre also zwischen den Zuständen von2 und3 . - Wird das Fahrzeug ordnungsgemäß mit eingelegter Parksperre abgestellt, wird die elektromagnetische Verriegelung
700 /610 nicht länger bestromt. Allerdings kann der Grundhebel500 noch nicht in seine Grundstellung zurückschwenken. Zwar beaufschlagt ihn die Vorspannfeder800 mit einer entsprechenden Kraft; durch die Anlage des Sperrschiebers300 an seinem Anschlag110 und die durch Selbsthemmung fixierte Position des Stellgliedes230 in dessen erster ausgelenkter Schiebestellung bleibt der Schwenkhebel400 jedoch fixiert und unterbindet die Rückverschenkung des Grundhebels500 . Daher wird das Stellglied230 wieder in seine Zentralstellung gefahren, sodass der Schwenkhebel400 um die Sperrschieber-Lagerstelle420 schwenken und dabei dem Grundhebel500 die Rückverschwenkung in seiner Grundstellung gestatten kann. Das System kehrt somit in den Zustand von1 zurück. - Denkbar ist der Fall, dass während des normalen Fahrbetriebs, d.h. bei ausgelegter Parksperre, wie in
3 illustriert, der Stellantrieb200 beispielsweise aufgrund eines Kabelbruchs, eines Bürstenverschleißes oder einer Wellenblockade im Elektromotor210 oder aus ähnlichen Gründen ausfällt. Eine Verschiebung des Stellgliedes230 ist dann nicht mehr möglich. Dies bedeutet insbesondere, dass die Parksperre nicht mehr in der oben als Normalbetrieb geschilderten Weise eingelegt werden kann. Um nach Abstellen des Fahrzeugs, wie gesetzlich gefordert, dennoch die Parksperre wirksam einzulegen, kann die elektromagnetische Verriegelung700 /610 deaktiviert werden. Dies geschieht beim Abstellen des Fahrzeugs durch Stromunterbrechung zum Elektromagneten700 routingemäßig. Dann übt die Vorspannfeder800 ein Drehmoment auf den Grundhebel500 in Richtung seiner Grundstellung aus, welches über die weitere Anlenkstelle430 auch auf den Schwenkhebel400 übertragen wird. Die mit dem Stellglied230 fixierte Stellglied-Lagerstelle410 dient nun als Schwenkachse für den Schwenkhebel400 , sodass der Sperrschieber300 bei der Verschwenkung von Grundhebel500 und Schwenkhebel400 in seine Einrückstellung überführt wird, was sodann zum Einlegen der Parksperre führt. Die nun erreichte Stellung entspricht der Ausgangsstellung gemäß1 . Da sie jedoch nicht im Rahmen des Normalbetriebs sondern im Rahmen einer automatischen Fehlerkompensation erreicht wurde, soll sie hier als Auto-Park bezeichnet werden, was auf das automatische Einlegen der Parksperre beim Abstellen des Fahrzeugs hindeutet. - Ein anderer, in
4 illustrierter Fehlerfall betrifft den Ausfall der elektromagnetischen Verriegelung700 /610 , beispielsweise durch Kabelbruch im Elektromagneten700 , während des Betriebs des Fahrzeuges, d.h. bei im Normalbetrieb ausgelegter Parksperre (vgl.3 ). Das System wird dabei schlagartig in eine der Ruhestellung (1 ) entsprechende Situation überführt. Sofern das Fahrzeug in diesem Moment jedoch nicht (nahezu) steht, rastet die Parksperre aufgrund üblichen Verzahnungsgeometrie nicht instantan ein. Wird der Fehler mit einer geeigneten Sensorik schnell erkannt, kann gegengesteuert werden, indem das Stellglied230 , wie in4 gezeigt, mittels des Elektromotors210 in seine zweite ausgelenkte Schiebestellung überführt wird. Dann bleibt der Schwenkhebel400 zwar mit der weiteren Anlenkstelle430 am Grundhebel500 fixiert; durch die übermäßige Verschiebung seiner Stellglied-Lagerstelle410 kommt es jedoch auch zu einer Linearverschiebung der Sperrschieber-Lagerstelle420 , sodass der Sperrschieber300 in seine Ausrückstellung verschoben wird. Dabei zeigt sich die Bedeutung des Axialspiels der Lagerstellen410 ,420 durch vorteilhafte Ausgestaltung als Bozen/Langloch-Verbindungen. Die Parksperre wird ausgelegt. Diese Stellung kann als „Notauslegen“ bezeichnet werden. - Ein derartiges Notauslegen mittels des Stellantriebs
200 ist, obgleich die mechanische Ausgangskonstellation dieselbe ist (1 ) im weiter oben geschilderten Fall des Auto-Park wegen des ausgefallenen Stellantriebs nicht möglich. Um ein im Auto-Park abgestelltes Fahrzeug dennoch bewegen zu können, beispielsweise um es abzuschleppen, muss auf andere Maßnahmen zurückgegriffen werden. Insbesondere kann, wie in5 gezeigt, der Grundhebel500 manuell in seine Vorspannstellung verschwenkt werden. Hierzu kann der an der Grundhebel-Schwenkachse510 ein entsprechender Werkzeugansatz512 genutzt werden. Denkbar ist auch eine Gestänge- oder Bowdenzug-Verbindung zum Grundhebel500 , die manuell oder motorisch betätigt werden kann. Auf diese Weise kann der Grundhebel500 dann von seiner Grundstellung in die in3 gezeigte Position überführt und dort entweder durch Verriegeln des Werkzeugs bzw. Gestänges oder Bowdenzugs oder über die elektromagnetische Verriegelung (so diese noch funktionstüchtig ist) fixiert werden. Kinematisch entspricht die Systemsituation dann dem im Normalbetrieb ausgelegten Zustand der Parksperre (3 ). - Als Alternativ wäre auch die manuelle Simulation des Notauslegens denkbar, d.h. eine manuelle Betätigung der Spindel
220 bzw. des Rotors des Elektromotors210 zur Überführung des Systems aus dem Auto-Park-Zustand (1 ) in den Notauslegen-Zustand (4 ). - Denkbar ist weiter ein Ausfall des Stellantriebs
200 bei in seiner ersten ausgelenkten Schiebestellung befindlichem Stellglied230 und eingelegter Parksperre. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn der Stellantrieb200 bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs nach dem Vorspannen des Systems jedoch noch vor Auslegen der Parksperre, d.h. in der in2 gezeigten Situation, ausfällt. In diesem Fall befindet sich der Grundhebel500 in seiner Vorspannstellung, das Stellglied230 in seiner ersten ausgelenkten Schiebestellung und der Sperrschieber300 folglich in seiner Einrückstellung. Um das Fahrzeug in diesem Zustand abschleppen zu können, kann der Grundhebel500 , ähnlich wie oben geschilderten Fall des manuellen Verschwenkens, manuell überdreht werden. Dabei wird er über seine Vorspannstellung hinaus verschwenkt, was nur möglich ist, wenn er sich dabei vom Schlepphebel600 lösen kann, dessen weitere Verschwenkung ja durch die elektromagnetische Verriegelung700 /610 blockiert ist. Bei einer einteiligen Ausgestaltung des Grundhebels500 gemeinsam mit dem Schlepphebel600 ist diese Funktionalität nicht realisierbar. Bei der bevorzugten Ausgestaltung zweier durch einen Mitnehmer620 gekoppelter Hebel, lässt sich jedoch der Grundhebel wie geschildert überdrehen. Um undefinierte Winkellagen zwischen Grundhebel500 und Schlepphebel600 zu vermeiden, erfolgt Lösung der beiden Hebel500 ,600 beim Überdrehen gegen die Kraft einer Schleppfeder. -
6 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich insbesondere durch die Relativanordnung der Lagerstellen410 ,420 bzw. der weiteren Anlenkstelle430 von der zuvor geschilderten Ausführungsform unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform liegt die weitere Lagerstelle430 zwischen den endständig am Schwenkhebel400 angeordneten Lagerstellen410 ,420 . Der Fachmann wird sich die mit der Vorrichtung von6 erreichbaren Zustände, die analog den zuvor geschilderten Zuständen der Ausführungsform der1 -5 sind, ohne Schwierigkeiten auf Basis des Bezugszeichenvergleichs und unter Zugrundlegung der obigen Erläuterungen herleiten können. Die in6 gezeigte Situation entspricht der Normalbetriebs-Situation mit eingelegter Parksperre, die aus der nicht dargestellten Ruhestellung durch Verschiebung des Stellgliedes230 nach links in6 erfolgte. Mit dieser Bewegung ist auch eine Verschwenkung des Grundhebels500 von seiner nicht dargestellten Grundstellung in seine in6 dargestellte Vorspannstellung verbunden. Dies wird bei der dargestellten Ausführungsform über den Mitnehmer540 am Grundhebel500 erreicht, an dem der Schwenkhebel400 anliegt. Dieser zusätzliche Mitnehmer ist aufgrund der geänderten Relativpositionierung der Lager- bzw. Anlenkstellen410 ,420 ,430 des Schwenkhebels400 erforderlich. Die am Grundhebel500 und dem Schlepphebel gegeneinander vorspannende Schleppfeder630 ist in6 , anders als in den1 -5 , erkennbar - Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Betätigungsanordnung
- 100
- Basis
- 110
- Anschlag
- 200
- Stellantrieb
- 210
- Elektromotor
- 220
- Spindel
- 230
- Stellglied
- 300
- Sperrschieber
- 400
- Schwenkhebel
- 410
- Stellglied-Lagerstelle
- 420
- Sperrschieber-Lagerstelle
- 430
- weitere Anlenkstelle
- 500
- Grundhebel
- 510
- Grundhebel-Schwenkachse
- 512
- Werkzeugansatz
- 520
- Widerlager für 800
- 530
- Lagerbolzen von 430
- 540
- Mitnehmer an 500
- 600
- Schlepphebel
- 610
- Haftscheibe
- 620
- Mitnehmer an 600
- 630
- Schleppfeder
- 700
- Elektromagnet
- 800
- Vorspannfeder
Claims (12)
- Betätigungsanordnung für eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug, umfassend - einen Stellantrieb (200) mit einem relativ zu einer Basis (100) linear zwischen einer Zentralstellung und wenigstens einer ersten ausgelenkten Schiebestellung verschieblichen Stellglied (230), - einen zwischen einer Einrückstellung und einer Ausrückstellung relativ zur Basis (100) linear verschieblichen Sperrschieber (300), der über eine Parksperrensteuerstrecke mit einer Parksperre koppelbar ist, sodass in seiner durch einen Anschlag (110) definierten Einrückstellung ein Einlegen der Parksperre erlaubt und in seiner Ausrückstellung unterbunden ist, und - einen Schwenkhebel (400), der sowohl - an einer Stellglied-Lagerstelle (410) - an dem Stellglied (230) als auch - an einer Sperrschieber-Lagerstelle (420) - an dem Sperrschieber (300) schwenkbar gelagert ist und der zudem an einer weiteren Anlenkstelle (430) relativ zur Basis (100) schwenkbar gelagert ist, sodass mittels einer Verschiebung des Stellgliedes (230) eine entsprechend hebelübersetzte Verschiebung des Sperrschiebers (300) bewirkbar ist, wobei die weitere Anlenkstelle (430) auf einem Grundhebel (500) liegt, der zwischen einer Grundstellung und einer Vorspannstellung um eine von der weiteren Anlenkstelle (430) beabstandete Grundhebel-Schwenkachse (510) schwenkbar an der Basis (100) gelagert ist und der mittels einer Vorspannfeder (800) in Richtung seiner Grundstellung federkraftbeaufschlagt und in seiner entgegen der Vorspannfederkraft verschwenkten Vorspannstellung mittels einer der Vorspannfederkraft entgegenwirkenden, elektromagnetischen Verriegelung (700/610) haltbar ist.
- Betätigungsanordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lagerstellen (410, 420) des Schwenkhebels (400) zwischen der weiteren Anlenkstelle (430) und der anderen Lagerstelle (420,410) liegt. - Betätigungsanordnung nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschieber-Lagerstelle (420) zwischen der weiteren Anlenkstelle (430) und der Stellglied-Lagerstelle (410) liegt. - Betätigungsanordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Anlenkstelle (430) zwischen den Lagerstellen (410, 420) des Schwenkhebels (400) liegt. - Betätigungsanordnung nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (400) und der Grundhebel (500) zusätzlich über einen einseitig in Richtung einer Verschwenkung des Grundhebels (500) in seine Grundstellung wirksamen Mitnehmer (540) miteinander gekoppelt sind. - Betätigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lagerstelle (410, 420) des Schwenkhebels (400) und/oder dessen weitere Anlenkstelle (430) zusätzlich zu der Schwenkbewegung eine axiale Bewegungskomponente zulässt.
- Betätigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen um eine zur Grundhebel-Schwenkachse (510) parallele oder koaxiale Schlepphebel-Schwenkachse schwenkbaren Schlepphebel (600), wobei der Schlepphebel (600) und der Grundhebel (500) über einen einseitig in Richtung einer Verschwenkung des Grundhebels (500) in seine Grundstellung wirksamen Mitnehmer (620) miteinander gekoppelt sind und wobei die elektromagnetische Verriegelung (700/610) an dem Schlepphebel (600) angreift.
- Betätigungsanordnung nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (600) und der Grundhebel (500) mittels einer Schleppfeder in Wirkrichtung des Mitnehmers (620) gegeneinander federvorgespannt sind. - Betätigungsanordnung nach einem der
Ansprüche 7 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Verriegelung (700/610) als ein mit einer magnetisch wirksamen Haftscheibe (610) des Schlepphebels (600) wechselwirkender Elektromagnet (700) ausgebildet ist. - Betätigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (230) durch eine Verschiebung in die - ausgehend von seiner Zentralstellung - der ersten ausgelenkten Schiebestellung entgegengesetzten Richtung in eine zweite ausgelenkte Schiebestellung verschiebbar ist.
- Betätigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (200) als ein elektromotorischer Spindeltrieb ausgebildet ist.
- Betätigungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Grundhebels (500), des Schlepphebels (400), sofern vorhanden, des Stellgliedes (230) und/oder des Sperrschiebers (300) mittels einer elektronischen Sensorik erfassbar ist.
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