DE10012757A1 - Vorrichtung zur Sicherung eines Stellglieds einer Stellvorrichtung an einem Betätigungsorgan eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Sicherung eines Stellglieds (21) einer Stellvorrichtung (20) an einem Betätigungsorgan (B; G) eines Kraftfahrzeugs. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Vorrichtung (100) eine Klemmeinheit (110) aufweist, die am Betätigungsorgan (B;G) arretierbar ist, und daß die Klemmeinheit (110) eine Angriffsfläche (120) aufweist, die durch das Stellglied (21) der Stellvorrichtung (20) beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherung eines Stellglieds einer Stellvorrichtung an einem Betätigungsorgan eines Kraftfahrzeugs.

Eine derartige Stellvorrichtung ist bekannt. Sie wird unter anderem bei Fahrrobotern zum autonomen Fahren eines Fahrzeugs eingesetzt und dient dazu, ein Betätigungsorgan, z. B. das Gas- oder das Bremspedal, des Fahrzeugs zu betätigen. Eine solche Stellvorrichtung ermöglicht es insbesondere, eine Notbremsung des Fahrzeugs durchzuführen. Eine derartige Notbremsung ist insbesondere dann erforderlich, wenn ein fahrzeuginternes und/oder fahrzeugexternes Überwachungssystem eine kritische Fehlfunktion des Fahrzeugs und/oder des Fahrroboters feststellt, oder wenn ein den Fahrversuch überwachender Techniker feststellt, daß eine Notbremsung des Testfahrzeugs erforderlich ist, um eine Gefährdung von Personen und/oder eine Beschädigung von Einrichtungen des Testgeländes zu vermeiden.

Nachteilig an einer Stellvorrichtung der oben genannten Art ist vor allem die Möglichkeit, daß, insbesondere bei der Beaufschlagung des Bremspedals bei einem abrupten Bremsvorgang, das Stellglied der Stellvorrichtung beim Betätigungsvorgang vom Betätigungsorgan abrutschen kann, da bei der bekannten Stellvorrichtung keine Maßnahmen zur Sicherung des Stellglieds der bekannten Stellvorrichtung vorgesehen sind. Diese Möglichkeit bringt das Risiko schwerer Personen- oder Sachschäden mit sich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein Stellglied der Stellvorrichtung am Betätigungsorgan des Kraftfahrzeugs so gesichert werden kann, daß ein Abrutschen des Betätigungsorgans während der Betätigungsbewegung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine Klemmeinheit aufweist, die am Betätigungsorgan arretierbar ist, und daß die Klemmeinheit eine Angriffsfläche aufweist, die durch das Stellglied der Stellvorrichtung beaufschlagbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung,

Fig. 2a und 2b ein zweites Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung,

Fig. 3 einen die beiden Ausführungsbeispiele verwendenden Fahrroboter,

Fig. 4a ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Sicherung eines Stellglieds an einem Betätigungsorgan, und

Fig. 4b eine Teilansicht der in Fig. 4a dargestellten Vorrichtung aus der Richtung IV der Fig. 4a.

Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Vorrichtung 100 zur Sicherung eines Stellglieds 21 einer Stellvorrichtung 20 an einem Betätigungsorgan B eines Kraftfahrzeugs soll zuerst die Wirkungsweise einer solchen Stellvorrichtung 20 beschrieben werden. Dieser Beschreibung der Stellvorrichtung wird wiederum der Verständlichkeit halber eine kurze Darstellung eines eine solche Stellvorrichtung 20 verwendenden Fahrroboters 1 vorangestellt.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, weist der auf einem strichliert dargestellten Fahrzeugsitz F angeordnete Fahrroboter 1 eine erste Stellvorrichtung 10 zur Betätigung eines in der Fig. 3 nicht dargestellten Gaspedals G (siehe Fig. 1) und eine zweite Stellvorrichtung 20 zur Betätigung eines nur in Fig. 2 dargestellten Bremspedals B auf. Die Betätigung des Gaspedals G bzw. des Bremspedals B erfolgt dabei derart, daß - durch eine in der Figur nicht gezeigte Steuervorrichtung gesteuert - ein Stellelement 12 bzw. 22 eines Stellglieds 11 bzw. 21 der ersten bzw. zweiten Stellvorrichtung 10 bzw. 20 solange vorwärts bewegt wird, bis die gewünschte Stellung des Gaspedals G bzw. des Bremspedals B erreicht ist.

Um zu erreichen, daß - insbesondere bei einer Fehlfunktion des Fahrroboters und/oder des Fahrzeugs oder Einrichtungen desselben - die von den vorgenannten Stellvorrichtungen 10, 20 bewirkte Position der Betätigungsorgane B und/oder G in eine Position übergeführt wird, in der jeweils den herrschenden Sicherheitsanforderungen genügt wird, also z. B. bei einer aus Sicherheitsgründen erforderlichen (Voll-)Bremsung des Testfahrzeugs das Bremspedal B "voll durchzutreten" und/oder das Gaspedal G in seine Ruhestellung zurückzunehmen, ist vorgesehen, daß die Stellvorrichtung 10 bzw. 20 ein auf das jeweilige Betätigungsorgan B bzw. G einwirkendes, unabhängig von dem Stellglied 11 bzw. 21 der Stellvorrichtung 10, 20 in oder entgegen deren Betätigungsrichtung wirkendes zweites Stellglied 31 bzw. 51 aufweist. Die genauere Ausbildung der Stellvorrichtungen 10 und 20 ist nun den Fig. 1a, 1b und 2a, 2b zu entnehmen:

Die in den Fig. 1a, 1b dargestellte Stellvorrichtung 10 ist zur Betätigung insbesondere des Gaspedals G konzipiert. Am vorderen Ende 12' des Stellelements 12 des Stellglieds 11 der Stellvorrichtung 10 ist eine Halterung 33 des Zusatz-Stellglieds 31 angeordnet, so daß das Zusatz-Stellglied 31 einer Betätigungsbewegung des Stellelements 12 des Stellglieds 11 folgt. Die Halterung 33 weist eine Führung 34 für eine Druckfeder 35 auf, die einen Anschlag 36 eines Stellelements 32 des Zusatz-Stellglieds 31 beaufschlagt.

Ein vorderes Ende 32' des Stellelements 32 des Zusatz-Stellglieds 31 ist als ein Betätigungselement 38 für das Gaspedal G ausgebildet. Das Stellelement 32 weist an seinem hinteren Ende 32" einen weiteren Anschlag 39 auf, welcher mit einer Auslöseeinrichtung 40 des Zusatz-Stellglieds 31 zusammenwirkt. In dem hier gezeigten Fall ist die Auslöseeinrichtung 40 als ein Elektro-Hubmagnet 41 mit einem Übertragungselement 42 ausgebildet, dessen L-förmiges Verriegelungselement 44 den hinteren Anschlag 39 des Zusatz-Stellglieds 31 beaufschlagt. Das Verriegelungselement 44 ist um eine Achse 45 schwenkbar gelagert und wird von einer Feder 46 beaufschlagt. In seiner die Druckfeder 35 in ihrem gespannten Zustand (siehe Fig. 1a) haltenden Lage wird das Verriegelungselement 44 von den beiden jeweils um Achsen 45a', 45b' schwenkbaren und über ein Gelenk 47 verbundene Schenkel 45a, 45b abgestützt.

Die Funktion des Zusatz-Stellglieds 31 ist nun leicht aus einem Vergleich der Fig. 1a und 1b ersichtlich, wobei - wie bereits erwähnt - die Fig. 1a den Normalzustand der Stellvorrichtung 10 und Fig. 1b den Zustand der Stellvorrichtung 10 in einer nach einem Not-Stop des Testfahrzeugs gegebenen Stellung darstellt:

In Fig. 1a wird die gespannte Druckfeder 35 von der Auslöseeinrichtung 40 verriegelt. Wird nun der Elektro-Hubmagnet 41 betätigt, so wird seine Hubstange 41a in Fig. 1 nach rechts bewegt, so daß das Verriegelungselement 44 vom hinteren Anschlag 39 des Zusatz-Stellglieds 31 wegbewegt wird. Die Druckfeder 35 entspannt sich und bewegt derart das Betätigungselement 38 vom Gaspedal G weg.

In den Fig. 2a und 2b ist nun die für die Betätigung des Bremspedals B konzipierte Stellvorrichtung 20 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Stellvorrichtung 10 dadurch, daß bei einer Not-Betätigung des Betätigungsorgans, nämlich des Bremspedals B, nicht - wie in der Stellvorrichtung 10 - entgegen der Betätigungsvorrichtung des Stellelements 12 des Stellglieds 11, sondern in Betätigungsrichtung des Stellelements 22 des Bremspedals B betätigenden Stellglieds 21 wirkt. Das Stellglied 21 der Stellvorrichtung 20 entspricht in seinem Aufbau prinzipiell demjenigen des Stellglieds 11 der Stellvorrichtung 10, mit dem Unterschied, daß hier das Stellelement 22 an seinem vorderen Ende 22' ein Betätigungselement 28 für das Bremspedal B trägt.

Das Zusatz-Stellglied 51 der Stellvorrichtung 20 ist über einen Halter 53 mit dem Stellglied 21 verbunden, der eine Führung 54 für eine Druckfeder 65 aufweist. Ein vorderes Ende 52' des Stellelements 52 des Zusatz-Stellglieds 51 ist als ein Anschlagelement 56 ausgebildet, das eine Durchtrittsöffnung 57 für das Betätigungselement 28 des Stellelements 21 aufweist. Ein hinteres Ende 52" des Stellelements 52 weist ein Halteelement 59 auf, welches mit zwei Backen 62a, 62b einer Auslöseeinrichtung 60 zusammenwirkt, wobei die beiden Backen 62a, 62b an Achsen 63a, 63b gelagert über eine Hubstange 61a eines Elektro-Haftmagneten 61 betätigbar sind. Die Funktionsweise der Stellvorrichtung 20 des zweiten Ausführungsbeispiels ist wie folgt:

Soll nun eine Notbremsung ausgelöst werden, so wird der Elektromagnet 61 betätigt, so daß die beiden Backen 62a, 62b um ihre Achsen 63a, 63b zurückschwenken. Das Halteelement 59 des Stellelements 52 wird dadurch freigegeben. Die im Normalfall gespannte Druckfeder 55 kann sich dadurch entspannen, wodurch das Anschlagelement 56 gegen das Bremspedal B gepreßt wird und dieses betätigt.

Die Fig. 4a und 4b zeigen nun ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 zur Sicherung des Stellglieds 21 der oben beschriebenen Stellvorrichtung 20 an dem Bremspedal B eines Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtung 100 weist eine Klemmeinheit 110 auf, die am Bremspedal B befestigbar ist. Die Klemmeinheit 110 gliedert sich im wesentlichen in eine Halteeinheit 130 und eine Arretiereinheit 140, durch welche eine Arretierung der Halteeinheit 130 am Bremspedal B bewirkbar ist. Die Arretiereinheit 140 weist eine Angriffsfläche 120 auf, die vom Stellglied 21 der Stellvorrichtung 20 beaufschlagbar ist, wobei die dem Stellglied 21 zugewandte Angriffsfläche 120 der Klemmeinheit 110 vorzugsweise ein Sicherungselement 121 besitzt, welches ein Abrutschen des Stellelements 22 des Stellglieds 21 während der Kraftbeaufschlagung des Bremspedals B verhindern oder zumindest erschweren soll. Dieses Sicherungselement 121 ist im in den Fig. 4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel als Vertiefung 121' in der Angriffsfläche 120 ausgebildet. Diese Vertiefung 121' ist vorzugsweise komplementär zum vorderen Ende 22' des Stellelements 22 ausgebildet, um ein hinreichendes Zusammenwirken von Stellelement 22 und Angriffsfläche 120 zu gewährleisten. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Ausbildung des Sicherungselements 121 als Kugelpfanne.

Die Halteeinheit 130 weist ein Grundelement 131c auf, von dem zwei klauenförmig ausgebildete Halteelemente 131a, 131b derart vorspringen, daß das Bremspedal in den durch die Innenseiten des Grundelements 131c und der Halteelemente 131a, 131b begrenzten Innenraum 130' der Halteeinheit 130 einbringbar ist und dabei von den Halteelementen 131a, 131b umgriffen wird.

Um nun die Halteeinheit 130 durch die Arretiereinheit 140 der Vorrichtung 100 am Bremspedal B arretieren zu können, ist vorgesehen, daß das Grundelement 131c eine Durchtrittsöffnung 132 aufweist, in die ein Arretierelement 141 der Arretiereinheit 140 eingreifbar ist. Um auf eine einfache Art und Weise eine Arretierung der Halteeinheit 130 am Bremspedal B zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Öffnung 132 im Grundelement 131c der Halteeinheit 130 ein Innengewinde aufweist, welches mit einem Außengewinde des Arretierelements 141 zusammenwirkt, so daß die Arretierung der Halteeinheit 130 am Bremspedal B durch ein Festschrauben des Arretierelements 141 in der das Bremspedal B umfassenden Halteeinheit 130 erfolgt. Dazu muß noch ausgeführt werden, daß die Arretierung der Halteeinheit 130 am Bremspedal B durch ein Festschrauben des Arretierelements 141 aufgrund ihrer konstruktiven Einfachheit bevorzugt wird, es aber auch möglich ist, anstelle dieser Verbindungsart zum Beispiel eine Klemmverbindung vorzusehen.

Bei dem in den Fig. 4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Arretiereinheit 140 aus einem einzigen Arretierelement 141, welches so mit der Halteeinheit 130 verschraubt wird, daß das Bremspedal B zwischen dem Arretierelement 141 und der klauenförmig ausgebildeten Halteeinheit 130 eingeklemmt wird. In entsprechender Weise kann die Halteeinheit 130 auch mit mehreren Schrauben am Bremspedal B arretiert werden.

Um nun eine Verbindung zwischen der Klemmeinheit 110 und der Stellvorrichtung 20 zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Vorrichtung 100 desweiteren ein Führungselement 150 aufweist, welches eine Führungsstange 151 besitzt, die mit ihrem ersten Ende 151a an der Vorrichtung 100 und mit ihrem zweiten Ende 151b an dem Stellglied 21 befestigt ist. Die Befestigung des ersten Endes 151a der Führungsstange 151 erfolgt dadurch, daß dieses erste Ende 151a an der Klemmeinheit 110 befestigt wird, wobei bevorzugt wird, daß hierbei diese Verbindung zwischen Klemmeinheit 110 und Führungsstange 151 über ein Gelenk 153 erfolgt. Das zweite Ende 151b der Führungsstange 151 ist in einer fest mit dem vorderen Ende der Stellvorrichtung 20 verbundenen Halterung 154 geführt, wobei vorgesehen ist, daß das zweite Ende 151b der Führungsstange 151 in der Halterung 154 verschiebbar geführt und in einer definierten Position arretierbar ist, um die Vorrichtung 100 leicht an unterschiedliche Relativabstände der Stellvorrichtung 20 zur Klemmeinheit 110 einstellen zu können.

Abschließend zu der vorstehenden Beschreibung der Vorrichtung 100 soll noch angemerkt werden, daß die Vorrichtung 100 nicht auf den hier beschriebenen Fall der Sicherung der Stellvorrichtung 20 an einem Bremspedal B beschränkt ist. Es ist auch möglich, die Vorrichtung 100 bei einem Gaspedal G oder auch bei einer Vielzahl von weiteren Betätigungsorganen einzusetzen.

Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß bei der Verwendung der Vorrichtung 100 bei einem Gaspedal G die Führungsstange 151 nicht in der Haltung 154 arretiert sein darf, sondern verschiebbar geführt sein muß, damit die Führungsstange 151 einer Betätigungsbewegung des Stellglieds 21 zur Betätigung des Gaspedals G folgen kann.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Sicherung eines Stellglieds (21) einer Stellvorrichtung (20) an einem Betätigungsorgan (B; G) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (100) eine Klemmeinheit (110) aufweist, die am Betätigungsorgan (B; G) arretierbar ist, und daß die Klemmeinheit (110) eine Angriffsfläche (120) aufweist, die durch das Stellglied (21) der Stellvorrichtung (20) beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinheit (110) eine Halteeinheit (130) und eine Arretiereinheit (140) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit (130) mindestens ein von einem Grundelement (131c) der Halteeinheit (130) vorstehendes Halteelement (131a, 131b) aufweist, wobei durch die Grundeinheit (131c) und das mindestens eine Halteelement (131a, 131b) ein Innenraum (130') ausgebildet wird, in den das Betätigungsorgan (B; G) einbringbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement oder mindestens eines der Halteelemente (131a, 131b) klauenförmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiereinheit (140) mindestens ein Arretierelement (141) aufweist, durch das die Klemmeinheit (110) am Betätigungsorgan (B; G) arretierbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit (130) eine Durchtrittsöffnung (132) aufweist, in die das Arretierelement (141) der Arretiereinheit (140) eingreifbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (132) der Halteeinheit (130) ein Innengewinde aufweist, und daß das Arretierelement (141) ein Außengewinde aufweist, welches mit dem Innengewinde der Halteeinheit (130) zusammenwirkt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder mindestens eines der Arretierelemente (141) ein schraubenförmiges Arretierelement ist, in dessen Kopf die Angriffsfläche (120) eingelassen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche (120) ein Sicherungselement (121) für das Stellglied (21) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (121) der Angriffsfläche (120) komplementär zur Form eines vorderen Endes (22') eines Stellelements (22) des Stellglieds (21) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (121) als eine Vertiefung in der Angriffsfläche (120) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung in der Angriffsfläche (120) kugelpfannenförmig ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das vordere Ende (22') des Stellelements (22) des Stellglieds (21) beaufschlagbare Angriffsfläche (120) Bestandteil der Arretiereinheit (140) ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (100) eine Führungseinheit (150) aufweist, durch welches die Klemmeinheit (110) mit der Stellvorrichtung (20) verbindbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinheit (150) eine Führungsstange (151) aufweist, deren erstes Ende (151a) mit der Klemmeinheit (110) und deren zweites Ende (151b) mit der Stellvorrichtung (20) verbindbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des ersten Endes (151a) der Führungsstange (151) mit der Klemmeinheit (110) über ein Gelenk (153) erfolgt.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des zweiten Endes (151b) der Führungsstange (152) mit der Stellvorrichtung (20) über eine fest mit der Stellvorrichtung (20) verbundene Halterung (154) erfolgt.

18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (151b) der Führungsstange (151) verschiebbar in der Halterung (154) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (151) in einer definierten Position arretierbar in der Halterung (154) angeordnet ist.

20. Kraftfahrzeug, welches ein Betätigungsorgan (B; G) und ein dieses beaufschlagendes Stellglied (21) aufweist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

21. Kraftfahrzeug, nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan ein Gaspedal (G) oder ein Bremspedal (B) ist.

22. Fahrroboter für ein Kraftfahrzeug, welcher eine Stellvorrichtung (20) mit einem Stellglied (21) mit einem Stellelement (22) zur Beaufschlagung eines Betätigungsorgans (B; G) des Kraftfahrzeugs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (22) am Betätigungsorgan (B; G) durch eine Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche befestigbar ist.