DE102021111037A1

DE102021111037A1 - Lenkroboteranordnung

Info

Publication number: DE102021111037A1
Application number: DE102021111037.8A
Authority: DE
Inventors: Philipp Eiber
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2022-07-14

Abstract

Lenkroboteranordnung zur automatisierten Betätigung eines Lenkrades (14) eines Kraftfahrzeuges mit einer Betätigungsanordnung (22), die zumindest ein Statororgan (24), ein Rotororgan (26) und eine Antriebseinrichtung (28) aufweist, wobei das Rotororgan (26) verdrehbar am Statororgan (24) gelagert ist, über Befestigungsmittel (30, 32, 34) mit dem Lenkrad (14) verbunden ist und über die Antriebseinrichtung (28) antreibbar ist, wobei die Betätigungsanordnung (22) über ein Abstützorgan (42) an einem feststehenden Fahrzeugteil (44) abgestützt ist, wobei das Abstützorgan (42) über form- und/oder kraftschlüssige Schnellverschlussmittel (46) zumindest mit der Betätigungsanordnung (22) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkroboteranordnung zur automatisierten Betätigung eines Lenkrades eines Kraftfahrzeuges mit einer Betätigungsanordnung, die zumindest ein Statororgan, ein Rotororgan und eine Antriebseinrichtung aufweist, wobei das Rotororgan verdrehbar am Statororgan gelagert ist, über Befestigungsmittel mit dem Lenkrad verbunden ist und über die Antriebseinrichtung antreibbar ist, wobei die Betätigungsanordnung über ein Abstützorgan an einem feststehenden Fahrzeugteil abgestützt ist.
Derartige Lenkroboteranordnungen kommen insbesondere im Zusammenhang von Untersuchungen der Sicherheit eines jeweiligen Fahrzeuges zum Einsatz, bei denen vorgesehen ist, dass das zu untersuchende Fahrzeug gefährlichen Situationen auf einer Teststrecke ausgesetzt wird. Eine gattungsgemäße Lenkroboteranordnung ist beispielsweise aus der US 9,164,508 B1 bekannt, bei dem in einem Fahrzeug, das grundsätzlich auch manuell zu bedienen ist, eine Lenkroboteranordnung nachgerüstet werden kann. Um hohen Lenkkräften standzuhalten, ist hierbei das Statororgan mit der Antriebseinrichtung durch ein Abstützorgan abgestützt. Die Antriebseinrichtung ist hierbei um circa 60° versetzt zur Fahrzeughochachse vorgesehen, um eine besonders sichere und feste Abstützung durch das Abstützorgan zu gewährleisten. Nachteilig an einer derartigen Lenkroboteranordnung ist es jedoch, das es mit eingebauter Lenkroboteranordnung nicht möglich ist, dass ein Fahrer auf einem Fahrersitz Platz nimmt, um das Fahrzeug manuell zu lenken und zu betreiben. Es muss zu diesem Zwecke die komplette Lenkroboteranordnung demontiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den oben genannten Nachteil auf kostengünstige und einfache Weise zu beheben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Abstützorgan über form- und/oder kraftschlüssige Schnellverschlussmittel zumindest mit der Betätigungsanordnung verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, das Abstützorgan im Falle eines manuellen Betriebes des Kraftfahrzeuges auf schnelle Art und Weise zumindest von der Betätigungsanordnung zu lösen und somit den Lenker und den darunter liegenden Fußraum freizugeben.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Befestigungsmittel für das Rotororgan als lösbare Klemmmittel ausgebildet. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klemmmittel als einklappbare federbelastete Klemmbacken ausgebildet sind. Dadurch ist es möglich, das Rotororgan auf besonders einfache und schnelle Art und Weise zu lösen und zusammen mit dem Statororgan, das vom Abstützorgan gelöst ist, derart zu verdrehen, dass die Antriebseinrichtung im Verlauf einer Fahrzeughochachse liegt und das Lenkrad folglich einfach manuell zu bedienen ist.
In besonders vorteilhafter Weise ist das Abstützorgan über ein zweites Schnellverschlussmittel mit dem feststehenden Fahrzeugteil verbunden. Hierdurch ist es möglich, das Abstützorgan komplett aus dem Fußraum zu entfernen.
Alternativ ist es möglich, dass das Abstützorgan über ein Klappverbindungsmittel mit dem feststehenden Fahrzeugteil verbunden ist. Hierbei wird das Abstützorgan nach dem Lösen von der Betätigungsanordnung einfach im Fußraum umgeklappt und gelagert.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Abstützorgan als Teleskopstange ausgebildet ist, die bei Nichteinsatz zusammengeschoben werden kann. Hierdurch ist es zudem möglich, in der Abstützfunktion einen optimalen Abstützdruck auf die Betätigungsanordnung auszuüben.
In vorteilhafter Weise kann das Statororgan der Betätigungsanordnung ein Flanschorgan aufweisen, an dem die Antriebseinrichtung befestigt ist und auf dass das Abstützorgan angreift. Hierbei kann an dem Flanschorgan ein Adapterorgan für die Antriebseinrichtung vorgesehen sein.
Um das Abstützorgan sicher und schnell am Betätigungsorgan befestigen zu können, kann das Abstützorgan als Schnellverschlussmittel eine Öffnung aufweisen, die über ein Kerbzahnprofil auf einen entsprechenden Bolzen an dem Flach- oder Adapterorgan angreift.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Frontbereiches eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Lenkroboteranordnung,
2 eine Seitenansicht der Lenkroboteranordnung aus 1 im Funktionszustand,
3 eine Seitenansicht der Lenkroboteranordnung aus 1 im gelösten Zustand, und
4 eine Vorderansicht der Lenkroboteranordnung in der Position gemäß 3.

1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Frontbereich 2 eines Kraftfahrzeuges, mit einem Amaturenbrett 4, einem Fußraum 6, in den auf bekannte Weise ein Bremspedal 8 und ein Gaspedal 10 hineinreichen, mit einem Fahrzeugsitz 12 sowie ein Lenkrad 14 das auf bekannte Weise über Streben 16 mit einer punktiert angedeuteten Lenkradspindel 18 verbunden ist. Zum unbemannten Betrieb des Kraftfahrzeuges 2 ist auf bekannte Weise eine nicht weiter dargestellte Steuereinrichtung vorgesehen, die zum einen Beschleunigungs- und Bremsvorgänge ansteuert und zum anderen mit einer Lenkroboteranordnung 20 steuerungstechnisch verbunden ist. Die Lenkroboteranordnung 20 weist hierbei eine Betätigungsanordnung 22 auf, die mit dem Lenkrad 14 wirkverbunden ist, um im Betrieb das Kraftfahrzeug 2 zu lenken. Die Betätigungsanordnung 22 besteht hierbei im Wesentlichen aus einem Statororgan 24, einem Rotororgan 26 und einer Antriebseinrichtung 28 (siehe hierzu 2). Das Rotororgan 26 ist am Statororgan 24 verdrehbar gelagert und im vorliegenden Ausführungsbeispiel über als Klemmbacken 30, 32, 34 ausgebildete Befestigungsmittel fest mit dem Lenkrad 14 verbunden. Die Klemmbacken 30, 32, 34 können hierbei zum schnellen Verschließen und Lösen federbelastet sein. Darüber hinaus ist das Rotororgan 26 über nich weiter dargestellte Lagermittel, die am Statororgan 24 angreifen, drehbar am Statororgan 24 gelagert. Das Statororgan 24 weist ein Flanschorgan 36 an dem eine Antriebseinrichtung 28 für das Rotororgan 26 über ein Adapterorgan 38 befestigt ist (siehe hierzu 2).
Da im Betrieb hohe Lenkmomente auftreten, ist das Flanschorgan 34 um circa α = 60° zu einer Fahrzeughochachse 40 verdreht und wird durch ein Abstützorgan 42 an einem als Bodenteil 44 ausgebildeten Fahrzeugteil abgestützt.
2 zeigt in einer Seitenansicht die Lenkroboteranordnung 20, bei der die Antriebseinrichtung 28 durch das Abstützorgan 42 am Adapterorgan 38 abgestützt ist. Um ein manuelles Betätigen des Lenkrades 14 möglichst schnell zu ermöglichen, ist das Abstützorgan 42 über ein Schnellverschlussmittel 46 mit der Betätigungsanordnung 22, hier dem Adapterorgan 38, verbunden. Das Schnellverschlussmittel 46 ist hierbei als Öffnung 48 am Abstützorgan 42 ausgebildet, wobei die Öffnung 48 ein Kerbzahnprofil aufweist, das auf einen entsprechend ausgebildeten Bolzen 50 am Adapterorgan 38 angreift. Um den auf das Adapterorgan 38 wirkenden Abstützdruck zu lösen, ist das Abstützorgan 42 als Teleskopstange ausgebildet, die einen Mittelteil 52 aufweist, der gegenüber einem oberen Teil 54 und einem unteren Teil 56 verdrehbar ist und so den Abstützdruck lösen kann, das nach dem lösen die Teleskopstange 42 einfach vom Bolzen 50 gezogen werden kann. Der untere Teil 56 der Teleskopstange 42 ist hierbei über ein Klappverbindungsmittel 58 mit dem Bodenteil 6 verbunden, so dass die Teleskopstange 42 einfach umgeklappt werden kann. Alternativ ist es natürlich auch möglich, auch am Bodenteil 44 ein weiteres Schnellverschlussmittel vorzusehen, um die Teleskopstange 42 komplett zu entfernen.
Die 3 und 4 zeigen nun die Betätigungsanordnung 22 der Lenkroboteranordnung 20 in einer für ein manuelles Betätigen des Lenkrades 14 geeigneten Position. Das Abstützorgan 42 wurde entfernt und die Betätigungsanordnung 22 durch Lösen der Befestigungsmittel 30, 32, 34 derart verdreht, dass die Antriebseinrichtung 28 nun mit der Fahrzeughochachse 40 fluchtet, so dass ein manuelles Betätigen des Lenkrades 14 und das Erreichen des Bremspedals 8 und des Gaspedals 10 auf einfache Weise möglich ist. Soll das Kraftfahrzeug wieder automatisch betrieben werden, kann die Betätigungsanordnung 22 der Lenkroboteranordnung 20 auf einfache Art und Weise wieder in den Betriebszustand zurückgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9164508 B1 [0002]

Claims

Lenkroboteranordnung zur automatisierten Betätigung eines Lenkrades (14) eines Kraftfahrzeuges mit einer Betätigungsanordnung (22), die zumindest ein Statororgan (24), ein Rotororgan (26) und eine Antriebseinrichtung (28) aufweist, wobei das Rotororgan (26) verdrehbar am Statororgan (24) gelagert ist, über Befestigungsmittel (30, 32, 34) mit dem Lenkrad (14) verbunden ist und über die Antriebseinrichtung (28) antreibbar ist, wobei die Betätigungsanordnung (22) über ein Abstützorgan (42) an einem feststehenden Fahrzeugteil (44) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützorgan (42) über form- und/oder kraftschlüssige Schnellverschlussmittel (46) zumindest mit der Betätigungsanordnung (22) verbunden ist.
Lenkroboteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (30, 32, 34) für das Rotororgan (26) als lösbare Klemmmittel ausgebildet sind.
Lenkroboteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel (30, 32, 34) als einklappbare, federbelastete Klemmbacken ausgebildet sind.
Lenkroboteranordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützorgan (42) über ein zweites Schnellverschlussmittel mit dem feststehenden Fahrzeugteil (44) verbunden ist.
Lenkroboteranordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützorgan (42) über ein Klappverbindungsmittel (58) mit dem feststehenden Fahrzeugteil (44) verbunden ist.
Lenkroboteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützorgan (42) als Teleskopstange ausgebildet ist.
Lenkroboteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statororgan (24) der Betätigungsanordnung (22) ein Flanschorgan (34) aufweist, an dem die Antriebseinrichtung (28) befestigt ist und auf das das Abstützorgan (42) angreift.
Lenkroboteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Flanschorgan (34) ein Adapterorgan (38) für die Antriebseinrichtung (28) vorgesehen ist.
Lenkroboteranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützorgan (42) als Schnellverschlussmittel (46) eine Öffnung (48) aufweist, die über ein Kerbzahnprofil auf einen entsprechenden Bolzen (50) an dem Flansch- oder Adapterorgan (38) angreift.