DE102016224660A1

DE102016224660A1 - Betätigungsanordnung für eine Parksperre für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016224660A1
Application number: DE102016224660.7A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Franz; Axel Jochim; Mathias Dohmann; Gunther Petrzik
Original assignee: Volkswagen AG; Hofer Mechatronik GmbH
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-14

Abstract

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.

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 von 1 in einer zweiten Stellung,
3 die Anordnung von 1 in einer dritten Stellung,
4 die Anordnung von 1 in einer vierten Stellung,
5 die Anordnung von 1 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 bis 5 zeigen unterschiedliche Zustände einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung 10.
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 Basis 100 dar. Andere mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichnete Elemente sind zu diesem Jochbogen räumlich fixiert angeordnet. So ist ein Stellantrieb 200 durch einen an der Basis festgelegten Elektromotor 210 realisiert, der eine relativ zur Basis 100 um ihre Längsachse rotierbare Spindel 220 antreibt. Auf der Spindel 220 ist mit korrespondierendem Gewinde ein Stellglied 230 gelagert, welches an der Basis 100 gegen Rotation gesichert ist. Ein Betrieb des Elektromotors 210 führt somit nach Art eines bekannten Spindeltriebs zu einer Axialverschiebung des Stellgliedes 230. Parallel zur Spindel 220 ist ein Sperrschieber 300 verschieblich an der Basis 100 gelagert. In der in 1 gezeigten Stellung liegt der Sperrschieber 300 in seiner als Einrückstellung bezeichneten Stellung an einem Anschlag 110 der Basis 100 an. Aus dieser Position ist somit lediglich eine Verschiebung vom Anschlag 110 weg, d.h. nach links in 1, möglich.
Das Stellglied 230 und der Sperrschieber 300 sind mittels eines Schwenkhebels 400 miteinander gekoppelt. Der Schwenkhebel 400 ist an einer Stellglied-Lagerstelle 410 schwenkbar am Stellglied 230 gelagert. Die Stellglied-Lagerstelle 410 weist ein deutliches Axialspiel auf, was bei der dargestellten Ausführungsform insbesondere durch ein im Schwenkhebel 400 ausgebildetes Langloch realisiert ist, welches einen korrespondierenden Bolzen am Stellglied 230 umgreift. Weiter ist der Schwenkhebel 400 an einer Sperrschieber-Lagerstelle 420 schwenkbar am Sperrschieber 300 gelagert. Die Sperrschieber-Lagerstelle 420 weist kein Axialspiel auf. Schließlich ist der Schwenkhebel 400 noch an einer weiteren Anlenkstelle 430 schwenkbar und mit Axialspiel an einem Grundhebel 500 angelenkt. Auch die weitere Anlenkstelle 430 ist bei der gezeigten Ausführungsform als Langloch im Schwenkhebel 400, welches einen Bolzen 530 am Grundhebel 500 umgreift, ausgebildet.
Der Grundhebel 500 ist um eine Grundhebel-Schwenkachse 510 schwenkbar an der Basis 100 gelagert. Die Grundhebel-Schwenkachse 510 weist bei der gezeigten Ausführungsform einen Werkzeugansatz 512 auf, der beispielsweise als Aufnahme für einen Innensechskant-Schlüssel ausgebildet ist. Hierdurch ist eine manuelle Verschwenkung des Grundhebels 500 möglich. Der Grundhebel 500 weist an seinem der Grundhebel-Schwenkachse 510 abgewandten Ende ein Widerlager auf, an dem eine Vorspannfeder 800 festgelegt ist, die anderenends an der Basis 100 fixiert ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Vorspannfeder 800 als Trompetenfeder ausgebildet. Andere Federformen sind selbstverständlich ebenso anwendbar.
Ebenfalls um die Grundhebel-Schwenkachse 510 herum, jedoch prinzipiell unabhängig vom Schwenkhebel 500 ist ein Schlepphebel 600 gelagert. Allerdings sind der Grundhebel 500 und der Schlepphebel 600 über einen Mitnehmer 620 miteinander gekoppelt. Der Mitnehmer 620 zwingt den Grundhebel 500 und den Schlepphebel 600 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 Hebel 500, 600 getrennt folgen. Allerdings ist zwischen den Hebeln 500, 600 eine in den 1-5 nicht erkennbare Schleppfeder vorgesehen, die einer derartigen Relativverschwenkung entgegen wirkt.
An seinem der Grundhebel-Schwenkachse 510 abgewandten Ende trägt der Schlepphebel 600 eine ferromagnetische Haftscheibe 610, die mit einem an der Basis 100 festgelegten Elektromagneten 700 wechselwirken kann.
1 zeigt die Betätigungsanordnung 10 in ihrem Ruhezustand bei abgestelltem Fahrzeug. In diesem Zustand ist die elektromagnetische Verriegelung 700/610 des Grundhebels 500 inaktiv. Folglich befindet er sich der Vorspannfederkraft der Vorspannfeder 800 folgend in seiner Grundstellung. Die Parksperrensteuerung ist so gestaltet, dass das Stellglied 230 beim ordnungsgemäßen Abstellen des Fahrzeugs in seine in 1 gezeigte Zentralstellung überführt wird. Die Lage des Schwenkhebels 400 ist somit durch die Zentralstellung des Stellgliedes 230 und die Grundstellung des Grundhebels 500 definiert. Die Sperrschieber-Lagerstelle 420 des Schwenkhebels 400 am Sperrschieber 300 ist so positioniert, dass dieser in der geschilderten Situation in seine Einrückstellung, in der er an einem Anschlag 110 anliegt, gezwungen wird. Die Parksperre befindet sich daher im Einlegezustand.
Beim Start des Fahrzeugs wird der Stellantrieb 200 so angesteuert, dass das Stellglied 230, wie in 2 gezeigt, in seine erste ausgelenkte Schiebestellung verschoben wird. Die hierdurch über den Schwenkhebel 400 auf den Sperrschieber 300 ausgeübte Kraft presst diesen weiter gegen den Anschlag 110, an dem er in seiner Einrückstellung anliegt. Folglich ergibt sich keine Verschiebung des Sperrschiebers 300. Stattdessen wirkt die Sperrschieber-Lagerstelle 420 als Schwenkachse des Schwenkhebels 400, sodass sich ein auf die weitere Anlenkstelle 430 wirkendes Drehmoment ergibt. Hierdurch wird der Grundhebel 500 entgegen der Vorspannfederkraft von seiner Grundstellung in seine Vorspannstellung überführt. Durch Bestromen der elektromagnetischen Verriegelung 700/610 wird der Grundhebel 500 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 in 3 gezeigt, mittels des Stellantriebs 200 zurück in seiner Zentralstellung gefahren. Die mit dem Grundhebel 500 festgehaltene weitere Anlenkstelle 430 dient nun als Schwenkachse des Schwenkhebels 400. Es resultiert eine Axialkraft auf den Sperrschieber 300 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 Stellglied 230 in umgekehrter Richtung in seine erste ausgelenkte Schiebestellung verschoben, der Schwenkhebel 400 schwenkt um die weitere Anlenkstelle 430 zurück und der Sperrschieber 300 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 von 2 und 3.
Wird das Fahrzeug ordnungsgemäß mit eingelegter Parksperre abgestellt, wird die elektromagnetische Verriegelung 700/610 nicht länger bestromt. Allerdings kann der Grundhebel 500 noch nicht in seine Grundstellung zurückschwenken. Zwar beaufschlagt ihn die Vorspannfeder 800 mit einer entsprechenden Kraft; durch die Anlage des Sperrschiebers 300 an seinem Anschlag 110 und die durch Selbsthemmung fixierte Position des Stellgliedes 230 in dessen erster ausgelenkter Schiebestellung bleibt der Schwenkhebel 400 jedoch fixiert und unterbindet die Rückverschenkung des Grundhebels 500. Daher wird das Stellglied 230 wieder in seine Zentralstellung gefahren, sodass der Schwenkhebel 400 um die Sperrschieber-Lagerstelle 420 schwenken und dabei dem Grundhebel 500 die Rückverschwenkung in seiner Grundstellung gestatten kann. Das System kehrt somit in den Zustand von 1 zurück.
Denkbar ist der Fall, dass während des normalen Fahrbetriebs, d.h. bei ausgelegter Parksperre, wie in 3 illustriert, der Stellantrieb 200 beispielsweise aufgrund eines Kabelbruchs, eines Bürstenverschleißes oder einer Wellenblockade im Elektromotor 210 oder aus ähnlichen Gründen ausfällt. Eine Verschiebung des Stellgliedes 230 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 Verriegelung 700/610 deaktiviert werden. Dies geschieht beim Abstellen des Fahrzeugs durch Stromunterbrechung zum Elektromagneten 700 routingemäßig. Dann übt die Vorspannfeder 800 ein Drehmoment auf den Grundhebel 500 in Richtung seiner Grundstellung aus, welches über die weitere Anlenkstelle 430 auch auf den Schwenkhebel 400 übertragen wird. Die mit dem Stellglied 230 fixierte Stellglied-Lagerstelle 410 dient nun als Schwenkachse für den Schwenkhebel 400, sodass der Sperrschieber 300 bei der Verschwenkung von Grundhebel 500 und Schwenkhebel 400 in seine Einrückstellung überführt wird, was sodann zum Einlegen der Parksperre führt. Die nun erreichte Stellung entspricht der Ausgangsstellung gemäß 1. 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 Verriegelung 700/610, beispielsweise durch Kabelbruch im Elektromagneten 700, 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 Stellglied 230, wie in 4 gezeigt, mittels des Elektromotors 210 in seine zweite ausgelenkte Schiebestellung überführt wird. Dann bleibt der Schwenkhebel 400 zwar mit der weiteren Anlenkstelle 430 am Grundhebel 500 fixiert; durch die übermäßige Verschiebung seiner Stellglied-Lagerstelle 410 kommt es jedoch auch zu einer Linearverschiebung der Sperrschieber-Lagerstelle 420, sodass der Sperrschieber 300 in seine Ausrückstellung verschoben wird. Dabei zeigt sich die Bedeutung des Axialspiels der Lagerstellen 410, 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 in 5 gezeigt, der Grundhebel 500 manuell in seine Vorspannstellung verschwenkt werden. Hierzu kann der an der Grundhebel-Schwenkachse 510 ein entsprechender Werkzeugansatz 512 genutzt werden. Denkbar ist auch eine Gestänge- oder Bowdenzug-Verbindung zum Grundhebel 500, die manuell oder motorisch betätigt werden kann. Auf diese Weise kann der Grundhebel 500 dann von seiner Grundstellung in die in 3 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 Elektromotors 210 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 Stellglied 230 und eingelegter Parksperre. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn der Stellantrieb 200 bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs nach dem Vorspannen des Systems jedoch noch vor Auslegen der Parksperre, d.h. in der in 2 gezeigten Situation, ausfällt. In diesem Fall befindet sich der Grundhebel 500 in seiner Vorspannstellung, das Stellglied 230 in seiner ersten ausgelenkten Schiebestellung und der Sperrschieber 300 folglich in seiner Einrückstellung. Um das Fahrzeug in diesem Zustand abschleppen zu können, kann der Grundhebel 500, 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 Schlepphebel 600 lösen kann, dessen weitere Verschwenkung ja durch die elektromagnetische Verriegelung 700/610 blockiert ist. Bei einer einteiligen Ausgestaltung des Grundhebels 500 gemeinsam mit dem Schlepphebel 600 ist diese Funktionalität nicht realisierbar. Bei der bevorzugten Ausgestaltung zweier durch einen Mitnehmer 620 gekoppelter Hebel, lässt sich jedoch der Grundhebel wie geschildert überdrehen. Um undefinierte Winkellagen zwischen Grundhebel 500 und Schlepphebel 600 zu vermeiden, erfolgt Lösung der beiden Hebel 500, 600 beim Überdrehen gegen die Kraft einer Schleppfeder.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich insbesondere durch die Relativanordnung der Lagerstellen 410, 420 bzw. der weiteren Anlenkstelle 430 von der zuvor geschilderten Ausführungsform unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform liegt die weitere Lagerstelle 430 zwischen den endständig am Schwenkhebel 400 angeordneten Lagerstellen 410, 420. Der Fachmann wird sich die mit der Vorrichtung von 6 erreichbaren Zustände, die analog den zuvor geschilderten Zuständen der Ausführungsform der 1-5 sind, ohne Schwierigkeiten auf Basis des Bezugszeichenvergleichs und unter Zugrundlegung der obigen Erläuterungen herleiten können. Die in 6 gezeigte Situation entspricht der Normalbetriebs-Situation mit eingelegter Parksperre, die aus der nicht dargestellten Ruhestellung durch Verschiebung des Stellgliedes 230 nach links in 6 erfolgte. Mit dieser Bewegung ist auch eine Verschwenkung des Grundhebels 500 von seiner nicht dargestellten Grundstellung in seine in 6 dargestellte Vorspannstellung verbunden. Dies wird bei der dargestellten Ausführungsform über den Mitnehmer 540 am Grundhebel 500 erreicht, an dem der Schwenkhebel 400 anliegt. Dieser zusätzliche Mitnehmer ist aufgrund der geänderten Relativpositionierung der Lager- bzw. Anlenkstellen 410, 420, 430 des Schwenkhebels 400 erforderlich. Die am Grundhebel 500 und dem Schlepphebel gegeneinander vorspannende Schleppfeder 630 ist in 6, anders als in den 1-5, 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

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 bis 8, 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.