WO2019042861A1 - Fussbremsmodul mit notlenkfunktion - Google Patents

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WO2019042861A1
WO2019042861A1 PCT/EP2018/072779 EP2018072779W WO2019042861A1 WO 2019042861 A1 WO2019042861 A1 WO 2019042861A1 EP 2018072779 W EP2018072779 W EP 2018072779W WO 2019042861 A1 WO2019042861 A1 WO 2019042861A1
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WO
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rotary wheel
vehicle
module
mval
mvar
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PCT/EP2018/072779
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Inventor
Bernhard Miller
Ralf WÖRNER
Original Assignee
Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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Publication date
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    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/414—Power supply failure

Definitions

  • the present invention relates to a foot brake module and a system with Notlenkfunktion for installation in a vehicle and a vehicle with emergency steering function itself and a method for operating such a system and / or vehicle.
  • a mechanical transmission of the steering signals in favor of an electrical transmission is dispensed with.
  • Steering signals are tapped here, for example, from the steering wheel or the steering column of the vehicle and used as control signals for actuators, which cause the impact of the wheels and thus the implementation of a steering movement.
  • a steer-by-wire version offers the option of depositing different steering characteristics on the software level with relatively little effort. For example, at low speeds, a steering input causes a strong impact of the steered wheels of a vehicle, with high
  • On-board power supply synonymous with the loss of the fallback level and a complete failure of the steering ability of such a vehicle, which can cause significant risks to road users and passengers.
  • Vehicle vertical axis acts whereby the vehicle a rotational movement about the
  • Vehicle vertical axis can be imprinted, which corresponds to a steering effect.
  • Such systems are used, for example, for driving stabilization or for improving the driving characteristics in an electronic embodiment.
  • the best known of these systems is the electronic stability program
  • Deceleration of individual wheels are explained. However, it does not address the actual transmissibility of the tires, since with the present invention only control signals are sent to the individual wheel brakes. A feedback loop over which one could conclude a transmission capability is not provided.
  • FIG. 1 shows by way of example four of these situations on a vehicle in plan view. In the view on the top left, the characteristic quantities that have an effect on the steering effect are also shown. For reasons of clarity, these were not shown on the further illustrations.
  • the vehicle has a center of gravity SP, ie a point in which the entire vehicle mass can be shown concentrated as a point mass.
  • the center of gravity SP is shown on the vehicle's longitudinal axis X. However, this is only due to the simple presentation.
  • Center of gravity SP can rather be located in any position.
  • the wheels RVL, RHL to the left side of the vehicle longitudinal axis X are from this in the distance of the left track SL, the wheels RVR, RHR to the right side of the vehicle longitudinal axis X are arranged therefrom by the distance of the right track SR.
  • this torque may also be impressed on the vehicle via a rear wheel RHR, as shown in the configuration below left.
  • Geometric conditions can be used to determine the same equation.
  • Braking forces FB arise, cancel each other, causing a deceleration of the vehicle, and it remains only a moment around the vehicle vertical axis
  • Control signals from different inputs which may preferably originate from a driver of the vehicle, but also preferably can be automated, provided.
  • the device has a conversion unit for converting the different inputs into actuation inputs for at least two modules, wherein the at least two modules generate the control signals for the brake actuation upon actuation.
  • control signals in a non-electrical manner has the advantage that this device can still be operated, or that this device even then outputs control signals when the entire
  • the device is thus advantageously suitable as a fallback system, which comes in case of an undesirable operating condition of the vehicle, just in case of failure of the entire electrical system used.
  • control signals are used to control at least one brake on each side of a vehicle longitudinal axis.
  • control signals for all brakes of the vehicle, or only for selected brakes of the vehicle are generated to produce, for example, as shown in Fig. 1 shown driving dynamics steering effect.
  • the different inputs are generated by two actuators. These actuators are preferably designed independently of each other and can be actuated, for example, by the driver, who is located on a driver's seat. Alternatively, the operation takes place
  • the different inputs are one
  • the device generates from a brake input control signals for braking on both sides of the vehicle longitudinal axis, preferably such that the vehicle is braked without entering a critical driving state, particularly preferably such that the braking forces are applied to the wheels of the vehicle that no moment around the vehicle's vertical axis.
  • a control signal for at least one brake on only one side of the vehicle longitudinal axis is generated from a steering input, so that, as described above, a steering effect due to a moment around the vehicle
  • Vertical axis adjusts.
  • Vehicle longitudinal axis and for a steering effect to the left generates a control signal for at least one brake on the left side of the vehicle longitudinal axis.
  • a braking of a single wheel of a page can be done, but also several wheels of a vehicle side can be braked.
  • the device according to the invention has at least one connection for receiving a brake input by a brake pedal of the vehicle and at least one connection for receiving a steering input by a steering wheel of the vehicle.
  • connections are preferably made mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically, whereby advantageously an electroless transmission of the brake inputs and / or steering inputs is made possible.
  • the actuation of the at least two modules preferably takes place
  • the height of the actuating force and / or of the actuating torque, which acts on an emerging module, preferably influences the control signal output by this module.
  • an increased actuating force and / or an increased actuating torque causes an increased control signal.
  • Vehicle brakes and the associated level of braking forces are influenced.
  • the control signals which are generated by the modules and output by the device, mechanical, and / or hydraulic, and / or pneumatically pronounced.
  • the device preferably as a fallback system, which ensures the steerability and also the readiness to brake of the vehicle even without electrical processing of control signals.
  • at least one further module is provided in the device, which when actuated a control signal for braking on both sides of the
  • Vehicle longitudinal axis generated Such a module is not suitable for implementing a steering input in a targeted braking intervention, however, so in a simple manner, a control signal for braking the vehicle, preferably via wheels of an axle of the vehicle, particularly preferably generated over all wheels of the vehicle.
  • the provided in the device conversion unit preferably has for actuating a module from a steering input to a first rotary wheel, which is rotatably mounted about an axis, wherein it is driven by a rotational movement of a steering column, which is preferably connected to the steering wheel.
  • the first rotary wheel is in direct contact with a corresponding module, whereby the first rotary wheel operated by a rotational movement
  • Actuating forces and / or actuation torques on the module can be applied.
  • the contact between the module and the first rotary wheel is indirectly pronounced.
  • at least one further element between the first rotary wheel and the module are preferably at least one further element between the first rotary wheel and the module.
  • the at least one further element can be so pronounced that further functionalities, such as, for example, a freewheel or a low-friction realization of the mechanism, can be achieved.
  • a second rotary wheel is provided, which is located between the first rotary wheel and the module and is preferably rotatably mounted about the same axis as the first rotary wheel. About the second
  • the rotary wheel supports the first rotary wheel indirectly on the module, preferably on a module actuating element.
  • the first rotary wheel is thus indirectly connected to the module.
  • the connection between the first rotary wheel and the second rotary knob is non-rotatable, in at least one direction of rotation, preferably executed positively and / or frictionally, whereby the first rotary knob transmits a rotational movement to the second rotary wheel.
  • the second rotary wheel is preferably so stated that it is the corresponding module with actuation forces and / or
  • a translation may be provided, whereby a rotation of the first rotary wheel has a greater or lesser rotation of the second rotary wheel result.
  • connection of the first rotary wheel is formed to the second rotary wheel such that a rotational movement of the first rotary wheel is transmitted only at certain angles of rotation and / or to certain directions of rotation of the first rotary wheel relative to the second rotary wheel on the second rotary wheel, wherein the transfer formally and / or non-positively.
  • a mutual rotation stop which is preferably formed in the form of projections of the first rotary wheel and / or the second rotary wheel. These projections engage in the transfer of
  • Projection is provided, this preferably engages in a circumferentially formed pocket or recess of the respective other rotary wheel, wherein a transmission of the rotational movement takes place when the projection abuts the end of the pocket or recess.
  • projections are integrally formed with the respective rotary wheel, but it can also be provided a multi-part design of projections and wheels.
  • the power transmission preferably takes place by means of adhesion, wherein the transmission of the rotational movement of the first rotary wheel on the second rotary wheel, for example, by running a friction surface which is connected to the first rotary wheel, on a second friction surface which is connected to the second rotary wheel, he follows.
  • a circumferentially extending ramp is formed between the first rotary wheel or the second rotary wheel, via which the first rotary wheel or the second rotary wheel directly or indirectly with a corresponding extending in the circumferential direction ramp of a module actuating element in connection.
  • the two ramps are preferably oriented towards each other so that a rotation of the ramp of the first or the second rotary wheel relative to the ramp of
  • Module actuating element causes a displacement of the module actuating element, preferably in the direction of the axis of rotation of the rotary wheels.
  • Ramps preferably designed so that by a rotation of the corresponding rotary wheel in one direction, a displacement of the module actuating element away from the corresponding rotary wheel takes place, and by a rotation in the other direction, a displacement of the module actuating element towards the corresponding rotary wheel.
  • both ramps In a direct connection of both ramps, these are preferably in direct contact with each other and slide in a relative movement together.
  • An indirect connection of both ramps preferably includes other elements that take over the power transmission between the two ramps.
  • these are rolling elements, particularly preferably balls, which preferably roll on both ramps. This embodiment advantageously allows a conversion of a rotary movement into a rectilinear movement, without the shoring of more
  • the first rotary wheel is mounted on the second rotary wheel, wherein the bearing is designed such that it has a low-friction as possible
  • indirect support is preferably provided by means of further elements, preferably by means of rolling elements, particularly preferably by means of balls, which are preferably arranged in the circumferential direction and which permit a low-friction relative movement of the two rotary wheels to one another.
  • the first rotary wheel is mounted directly on the second rotary wheel, preferably by means of sliding bearing, preferably running in the circumferential direction.
  • Both embodiments have the advantage that they are designed as low friction. This is achieved on the one hand that the driver does not have to apply excessive steering forces on the steering wheel, as he is always with the steering column in engagement with the device, which could fatigue him in the long term, or the installation of stronger
  • the transmission of the rotational movement of the steering column on the first rotary wheel is formed positively and / or non-positively.
  • the transmission of the rotational movement for example, by a pinion, which is rotationally fixed on or Provision Agreementig executed with the steering column and which preferably engages positively in a sprocket, which is preferably provided on the outer circumference of the first rotary wheel.
  • the power transmission between the first wheel and steering column is not done by means of sprocket and pinion, but for example
  • At least one force transmission element arranged between the first rotary wheel and the steering column for example a further toothed wheel, preferably a belt, particularly preferably a chain, is provided, about which the rotational movement of the steering column can be transmitted to the first rotary wheel.
  • Rotary movement of the steering column can be done on the first rotary, whereby, for example, a large steering angle only a small rotation of the first
  • the conversion unit further comprises at least one feed lever, which preferably has a mechanical connection to a brake pedal.
  • the feed lever is designed such that it preferably translates a brake input via the preferably mechanical connection into a rotational and / or translatory deflection of the feed lever.
  • the feed lever is in contact with at least one module actuating element of at least one module and acts on it by the previously described deflection with an actuating force and / or a
  • this contact is formed directly by the feed lever with a free end, which describes the deflection abuts the module actuating element and thereby causes an actuation of the corresponding module.
  • this contact is formed indirectly by the feed lever is in contact with at least one intermediate piece, which is actuated by the deflection of the feed lever and thereby the
  • the intermediate piece is in contact with the first or second rotary wheel, wherein the actuation of the module preferably takes place via the intermediate piece, particularly preferably via the first or second rotary wheel.
  • the at least one intermediate piece is designed so that it can act on a plurality of modules at the same time with an actuating force and / or an actuating torque.
  • the conversion unit for implementing a brake input into a plurality of control signals for a plurality of brakes can be designed such that the smallest possible quantity of components is required. Preferably, this is one
  • the modules which can preferably actuate several modules via an intermediate piece.
  • the modules in particular the module actuating elements are guided in a guide, which preferably only allows one direction of displacement.
  • a rotation protection between the guide and the module actuating element is provided. This has the advantage of always keeping the angular position of the ramp of the module actuating element unchanged, since otherwise the rotational movement of the rotary wheel located above it can no longer be converted into a defined actuating stroke of the module actuating element.
  • the anti-rotation device has at least one blocking element, which positively and / or non-positively prevents the corresponding module from rotating relative to a guide, and which is designed in one piece with the corresponding module and / or the guide or as a separate blocking element.
  • the blocking element allows a movement of the
  • Modulbetutzutzteceuticselements in the direction of actuation This can preferably be achieved by correspondingly shaped recesses, which preferably in the twisting direction a rotation of the module actuating element form and / or prevent frictionally with the blocking elements and develop any blocking forces in the direction of actuation, preferably by the blocking elements in this direction are freely movable within the recess.
  • a system which preferably comprises at least one device and preferably has signal blocking elements which block the control signals output by the device and the release of these control signals preferably occurs only when a predetermined operating condition of the vehicle occurs.
  • This operating state occurs when a change in direction of the vehicle by means of steered wheels is no longer possible, and / or if a transfer of steering and / or braking inputs can no longer be done in the usual way in a normal operating mode or very sluggish.
  • the system according to the invention ensures that in the event of such a failure, the vehicle can continue to be braked and / or steered. This system thus forms a fallback level for the error case for the generation of control signals by non-electrical means.
  • a vehicle which has at least three wheels, wherein at least two wheels are mounted on respectively different sides of the vehicle longitudinal axis, and at least one device according to the invention, and / or at least one system according to the invention.
  • a vehicle equipped in this way can still be steered and braked in the event of failure of its standard systems for carrying out braking and steering, with its individual brakes down to all brakes
  • Control signal for actuating brakes of a vehicle provided.
  • the method has the following steps, which can be processed particularly preferably in any order.
  • the at least one control signal is initially generated from at least two inputs, preferably steering inputs and braking inputs, wherein no input, ie a steering angle of 0 ° and a brake input of 0%, are also evaluated as an input and from this preferably actuating signals with the value Zero be generated.
  • it is checked whether at least one predetermined operating state of the vehicle, as described above, has occurred. Is this predetermined
  • the above-mentioned steps of the process are repeated at least once, more preferably, the process is repeated several times.
  • bearings as a ball bearing or ball ramp is also to be understood as an example.
  • the balls can also be used as rolling elements
  • the bearings would then preferably designed as a plain bearing.
  • Fig. 1 shows four situations on a vehicle in plan view, in which a steering effect is generated by wheel-individual braking intervention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a device according to the invention.
  • Fig. 3 is a sectional view of a device according to the invention.
  • FIG. 5 shows another embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a device 1 according to the invention. This receives several inputs from a driver, specifically a brake input 2 and a steering input 3 and converts them into control signals 4, which can be used to control brakes on individual wheels of a vehicle to all brakes of the vehicle.
  • the implementation of the brake and steering input 2, 3 is designed so that it can be done independently of an electrical system of the vehicle. This ensures that the functionality of this device 1 is maintained even with complete failure of the electrical system, whereby the vehicle remains steerable.
  • Fig. 3 shows a sectional view of a device 1 according to the invention and
  • Fig. 4 shows an enlarged view of the section A.
  • the device 1 has to receive the steering input 3 via a mechanical connection of a steering column 5, which ends with one end in the device 1.
  • this end of the steering column 5 is designed in the form of a pinion 5a.
  • the other, not shown end of the steering column 5 is rotatably connected to a steering wheel.
  • a mechanical connection of a brake pedal 6 is provided via a brake lever 6a, which has a fixed connection with a brake shaft 6b.
  • This is rotatably supported by bearings 6c in the device 1 and has feed lever 6d.
  • These feed levers 6d are in each case connected to an intermediate piece 6e.
  • This intermediate piece 6e is connected either directly to the respective module MHA or indirectly via a first rotary wheel 7 to the modules MVAL, MVAR. In this case, the corresponding intermediate piece 6e is supported in a recess 7b of the first
  • the device 1 shown also has three modules, especially a left
  • Front axle module MVAL Front axle module MVAL, a right front axle module MVAR and a rear axle module MHA, which are indicated in this illustration.
  • the presentation of the lower areas of the modules MVAL, MVAR, MHA was omitted for reasons of clarity.
  • Each of the modules MVAL, MVAR, MHA is technically in communication with a braking system, also not shown, of a vehicle, to which it can transmit the control signals.
  • the modules generate MVAL, MVAR, MHA pneumatic control signals 4.
  • control signals in a mechanical and / or pneumatic and / or hydraulic manner.
  • pneumatic control signal in the form of a pneumatic pressure
  • Module actuator 9 of the corresponding module MVAL, MVAR, MHA are moved downward in the illustrated embodiment. This is the corresponding module actuating element 9 guided by a guide 10, which ensures that this performs a translational movement when actuated.
  • a conversion unit 1 a which converts the brake input 2 via the brake pedal 6 and the steering input 3 via the steering column 5 in actuating inputs for the individual modules MVAL, MVAR, MHA.
  • a steering input 3 via the steering column 5 causes braking of a wheel RVL, RVR on a front axle of the vehicle.
  • a steering effect can therefore be achieved according to the illustration of Fig. 1 top left by one of the two front wheels RVL, RVR is decelerated. The implementation of this functionality will be discussed below.
  • MVAR a mechanism is provided. To describe the function of this
  • Mechanism is enlarged in Fig. 4, the detail A on the right. It is a first rotary 7 is provided, which is circumferentially provided with a ring gear 7a, which is in engagement with the pinion 5a of the steering column 5. This can be a
  • Rotary movement of the steering column 5 are transmitted to the first rotary 7.
  • a second rotary 8 is provided under the first rotary 7, a second rotary 8 is provided. Both rotary wheels 7, 8 are arranged concentrically with each other and provided rotatable about the common axis.
  • a bearing in the form of a ball bearing is provided between the two rotary wheels 7, 8, which is formed from two ball treads 7e, 8b of the rotary wheels 7.8 and the balls 1 1.
  • the second rotary wheel 8 is in turn supported on the module actuating element 9.
  • the support is realized in the form of a ball ramp through the ramps 8c, 9a and the balls 12 running therebetween.
  • Fig. 3 shows in the left illustration the both turning wheels 7, 8 and the module actuating element 9 in a settlement over 360 °, ie over a full turn.
  • Rotation stop 8a of the second rotary wheel 8 shown The two rotation stops 7 d, 8 a allow, when both abut one another, a transmission of the rotational movement of the first rotary wheel 7 to the second rotary wheel 8 in the direction of rotation 14 shown.
  • a twist protection 13 is further shown, which has balls. These are provided in a recess of the guide 10 and at the same time engage in one
  • the anti-rotation 3 is designed so that only the rotation of the module actuating element 9 is prevented, but not the same downward. This is, as shown, by a
  • Rotation stops 7d, 8a transferred. Accordingly, the second rotary wheel 8 rotates synchronously with the first rotary wheel 7, ie also along the indicated direction of rotation 14.
  • the ramp 8c shifts relative to the balls 12 arranged between the second rotary wheel 8 and the module actuating element 9, whereby these, guided by the ramps 8c, 9a, move along the indicated direction 14a.
  • This shift creates a force between the second rotary wheel 8 and the module actuating element 9, which is oriented vertically in the drawing. Upwards, this force is supported by the balls 1 1, the first rotary wheel 7, the
  • Front axle module MVAL does not take place. This ensures that the left front wheel RVL is braked to the left only when the steering wheel is turned.
  • the right front axle module MVAR is operated in the same way instead. If instead of a steering input 3 via the steering column 5, a brake input 2 via the
  • the actuation of the brake pedal 6 causes a pivoting movement of the brake lever 6a resulting in a rotational movement of the brake shaft 6b.
  • an intermediate piece 6e is directly connected to the module actuating element 9 of the rear axle module MHA.
  • Embodiment indirectly, by the displacement of the respective intermediate pieces 6e causes a displacement of the corresponding first and second rotary wheels 7, 8 via the corresponding recesses 7b and the pressure areas 7c.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a device 1 according to the invention in plan view, that is to say in the direction of the steering column 5. Unlike the
  • the ball bearings are not arranged on concentric circles with the same radii, but on concentric circles with different radii.
  • the intermediate piece 6e for actuating the rear axle module MHA is arranged as space-saving as possible in addition to the pinion 5a of the steering column 5 and between the two rotary wheels 7 and their sprockets 7a.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zur Erzeugung von nicht elektrischen Steuersignalen (4) zur Betätigung von Bremsen eines Fahrzeugs, aus mindestens zwei Eingaben (2, 3), welche unterschiedliche Wirkung auf das Fahrzeug hervorrufen sollen, offenbart, aufweisend: - eine Umsetzungseinheit (1a), die die Eingaben (2, 3) in Betätigungseingaben für mindestens zwei Module (MVAL, MVAR) umsetzt; - mindestens zwei Module (MVAL, MVAR), die bei Betätigung die Steuersignale (4) erzeugen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb des Systems und/oder des Fahrzeugs.

Description

BESCHREIBUNG
Fußbremsmodul mit Notlenkfunktion Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fußbremsmodul sowie ein System mit Notlenkfunktion zum Verbau in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit Notlenkfunktion selbst und einem Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems und/oder Fahrzeugs.
In heutigen Straßenfahrzeugen, insbesondere in Personen- und Lastkraftwagen (PKW und LKW), erfolgt eine immer weitere Elektrifizierung der einzelnen Teilsysteme.
Beispielsweise wird auf eine mechanische Übertragung der Lenksignale zugunsten einer elektrischen Übertragung (steer-by-wire) verzichtet. Lenksignale werden hierbei beispielsweise vom Lenkrad oder der Lenksäule des Fahrzeugs abgegriffen und als Ansteuersignale für Aktuatoren verwendet, welche den Einschlag der Räder und somit die Durchführung einer Lenkbewegung bewirken.
Dies ist mit diversen Vorteilen verbunden. Einerseits kann dadurch Bauraum im
Fahrzeug eingespart werden, andererseits wird dadurch auch eine Kosteneinsparung ermöglicht, da unter anderem auf ein relativ teures Lenkgetriebe verzichtet werden kann. Zudem bietet eine steer-by-wire-Ausführung die Möglichkeit, auf Softwareebene mit relativ geringem Aufwand verschiedene Lenkcharakteristika zu hinterlegen. So bewirkt beispielsweise bei niedrigen Geschwindigkeiten eine Lenkeingabe einen starken Einschlag der gelenkten Räder eines Fahrzeugs, wobei bei hohen
Geschwindigkeiten dieselbe Lenkeingabe einen geringeren Einschlag der gelenkten Räder zur Folge hat. Dadurch kann zum einen das Fahrverhalten bei Rangierfahrten auf Parkplatzen und zum anderen bei schnelleren Fahrten, wie auf Autobahnen, verbessert werden.
Allerdings ergeben sich bei derartigen Systemen auch Nachteile. Diese sind vor allem mit einem Ausfall der elektrischen Systeme, insbesondere bei einem Ausfall der
Bordnetzversorgung des Fahrzeugs, verbunden. Bei einer steer-by-wire-Lenkung hätte der Fahrer im Falle eines Ausfalls sämtlicher elektrischer Systeme keine Beeinflussungsmöglichkeit der gelenkten Räder, da eine mechanische Verbindung des Lenkrades zu den gelenkten Rädern über ein mögliches Lenkgetriebe fehlt.
Es ist daher unerlässlich, für derartige Systeme Rückfallebenen im Fahrzeug zu schaffen, die sicherstellen, dass bei einem Ausfall der Primärsysteme trotzdem ein derartiger Betrieb des Fahrzeugs möglich ist, sodass weder für andere
Verkehrsteilnehmer noch für das Fahrzeug und dessen Insassen selbst
sicherheitskritische Situationen entstehen können. Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise bekannt, dass eine gezielte Abbremsung einzelner Räder eines Fahrzeugs einen Einfluss auf eine Gierbewegung, also eine Drehbewegung des Fahrzeugs um dessen Hochachse, hat. Dadurch kann einem Fahrzeug unabhängig von den Lenkwinkeln der gelenkten Räder eine zusätzliche Lenkungswirkung aufgeprägt werden.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, diesen Effekt in einer Rückfallebene zur gezielten Lenkung eines Fahrzeugs zu nutzen, sollte beispielsweise die
hydraulische Lenkunterstützung ausgefallen sein. Dabei erfolgt die Ansteuerung einzelner Fahrzeugbremsen zur Erzielung dieses Lenkeffekts elektronisch, indem als Eingangsgrößen Lenkwinkeleingaben des Fahrers mittels Sensoren beispielsweise an der Lenksäule abgegriffen werden.
Bei derartigen Systemen ist allerdings ein Ausfall der kompletten elektrischen
Bordnetzversorgung gleichbedeutend mit dem Verlust der Rückfallebene und einem kompletten Ausfall der Lenkfähigkeit eines derartigen Fahrzeugs, wodurch erhebliche Gefahren für Verkehrsteilnehmer und Insassen entstehen können.
Dies könnte sich auch negativ auf die Zulassungsfähigkeit derartig ausgerüsteter Fahrzeuge auswirken, wenn beispielsweise der Gesetzgeber fordern würde, die Lenkbarkeit auch bei einem Bordnetzausfall sicherzustellen, bzw. wenn eine weitere nicht-elektrische Rückfallebene gefordert werden würde. Wie oben beschrieben, lässt sich ein Fahrzeug mit gezielten Bremsungen einzelner Räder mit einem sogenannten Giermoment beaufschlagen, welches um die
Fahrzeughochachse wirkt wodurch dem Fahrzeug eine Drehbewegung um die
Fahrzeughochachse aufprägt werden kann, die einem Lenkeffekt entspricht. Derartige Systeme werden beispielsweise zur Fahrstabilisierung bzw. zur Verbesserung der Fahreigenschaften allerdings in elektronischer Ausführungsform eingesetzt. Als bekanntestes dieser Systeme sei hier auf das elektronische Stabilitätsprogramm
(ESP®) verwiesen, bei dem zur Verbesserung der Fahreigenschaften und der
Fahrsicherheit gezielte Bremseingriffe radindividuell erfolgen.
Nachfolgend soll an mehreren Beispielen die Erzielung eines Lenkeffekts durch
Abbremsung einzelner Räder erläutert werden. Dabei wird jedoch nicht auf die tatsächliche Übertragungsfähigkeit der Reifen eingegangen, da mit der vorliegenden Erfindung lediglich Steuersignale an die einzelnen Radbremsen verschickt werden. Eine Rückkopplungsschleife, über die man auf eine Übertragungsfähigkeit schließen könnte, ist nicht vorgesehen.
Fig. 1 zeigt exemplarisch vier dieser Situationen an einem Fahrzeug in der Draufsicht. In der Ansicht links oben sind zudem die charakteristischen Größen, die Auswirkung auf die Erzielung eines Lenkeffekts haben, dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden diese auf den weiteren Darstellungen nicht gezeigt.
Es ist ein Fahrzeug mit einer in Fahrtrichtung weisenden Fahrzeuglängsachse X gezeigt, welches vier Räder RVL, RVR, RHL, RHR besitzt, die individuell gebremst werden können. Das Fahrzeug besitzt einen Schwerpunkt SP, also einen Punkt, in dem die gesamte Fahrzeugmasse als Punktmasse konzentriert abgebildet werden kann. In der dargestellten Konfiguration ist der Schwerpunkt SP auf der Fahrzeuglängsachse X dargestellt. Dies ist jedoch lediglich der einfachen Darstellung geschuldet. Der
Schwerpunkt SP kann sich vielmehr an beliebiger Position befinden. Die Räder RVL, RHL zur linken Seite der Fahrzeuglängsachse X sind von dieser im Abstand der linken Spurweite SL, die Räder RVR, RHR zur rechten Seite der Fahrzeuglängsachse X sind von dieser im Abstand der rechten Spurweite SR angeordnet. Auch dies stellt eine Vereinfachung der Realität dar und setzt voraus, dass die jeweiligen Vorder- und Hinterräder auf einer Geraden parallel zur Fahrzeuglängsachse X angeordnet sind, was jedoch wiederum nur einem Sonderfall entspricht.
In der Darstellung links oben wird das rechte Vorderrad RVR mit der Lenkbremskraft FBL gebremst, um das Fahrzeug eine Rechtskurve beschreiben zu lassen. Ihm wird also ein Moment um die durch den Schwerpunkt SP verlaufende Hochachse, welche senkrecht zur Darstellungsebene orientiert ist, aufgeprägt. Das im Uhrzeigersinn orientierte Moment M kann über die geometrischen Beziehungen berechnet werden zu M = FBL x SR
Dieses Moment kann jedoch ebenfalls über ein Hinterrad RHR auf das Fahrzeug aufgeprägt werden, wie in der Konfiguration unten links gezeigt. Durch die
geometrischen Verhältnisse lässt sich hier dieselbe Gleichung bestimmen.
Eine weitere Möglichkeit, das Giermoment um die Fahrzeuglängsachse zu beeinflussen ist in der Darstellung oben rechts gezeigt. Hier werden sowohl das rechte Vorderrad RVR, als auch das rechte Hinterrad RHR mit der halben Lenkbremskraft 0,5 x FBL beaufschlagt. Auch hier entsteht um die Fahrzeughochachse ein im Uhrzeigersinn orientiertes Moment, welches denselben Betrag wie in den anderen Darstellungen aufweist.
Ein weiterer Anwendungsfall ist in der Darstellung unten rechts gezeigt. Dies entspricht der Darstellung oben links jedoch um gleichmäßig verteilte Bremskräfte FB, welche an jedem Rad gleichmäßig angreifen, ergänzt. Dies stellt ebenfalls einen Sonderfall der Realität dar, da Bremskräfte in der Regel nicht gleichmäßig auf alle Räder eines Fahrzeugs verteilt werden. Zudem ist dem rechten Vorderrad RVR die Lenkbremskraft FBL aufgeprägt. Die Momente, welche sich durch die gleichmäßig verteilten
Bremskräfte FB ergeben, heben sich gegenseitig auf, wobei sie eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirken, und es verbleibt lediglich ein Moment um die Fahrzeughochachse zu
M = FBL x SR Es besteht also die Möglichkeit ein Fahrzeug ohne Einschlag der gelenkten Räder mit einem Moment um die Fahrzeugachse zu beaufschlagen, und somit eine
Richtungsänderung des Fahrzeugs zu bewirken. Dabei ist es nach dieser Betrachtung unerheblich an welchen Rädern die Lenkbremskraft FBL aufgeprägt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung, ein System, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems und/oder Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, welche(s) die Lenkfähigkeit auch bei kompletten elektrischen Bordnetzausfall sicherstellen, bzw. beibehalten.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von nicht-elektrischen
Steuersignalen aus unterschiedlichen Eingaben, welche vorzugsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs stammen können, jedoch ebenso bevorzugt automatisiert erfolgen können, vorgesehen. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Umsetzungseinheit zur Umsetzung der unterschiedlichen Eingaben in Betätigungseingaben für mindestens zwei Module auf, wobei die mindestens zwei Module bei Betätigung die Steuersignale zur Bremsbetätigung erzeugen.
Die Erzeugung von Steuersignalen auf nicht-elektrische Weise bringt den Vorteil mit sich, dass diese Vorrichtung auch dann noch betätigt werden kann, bzw. dass diese Vorrichtung auch dann noch Steuersignale ausgibt, wenn die gesamte
Bordnetzversorgung des Fahrzeugs ausgefallen ist, wodurch beispielsweise ein Lenken mittels des oben beschriebenen steer-by-wire-Prinzips nicht mehr möglich wäre. Die Vorrichtung eignet sich somit vorteilhafter Weise als Rückfallsystem, welches im Falle eines unerwünschten Betriebszustandes des Fahrzeugs, eben bei Ausfall des gesamten Bordnetzes, zum Einsatz kommt.
Vorzugsweise dienen die Steuersignale zur Ansteuerung mindestens einer Bremse auf jeder Seite einer Fahrzeuglängsachse. Somit kann erreicht werden, dass durch unterschiedliche Eingaben Steuersignale für alle Bremsen des Fahrzeugs, oder nur für ausgewählte Bremsen des Fahrzeugs erzeugt werden, um beispielsweise einen wie unter Fig. 1 aufgezeigten fahrdynamischen Lenkeffekt zu erzeugen. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die unterschiedlichen Eingaben durch zwei Stellglieder erzeugt werden. Diese Stellglieder sind vorzugsweise unabhängig voneinander gestaltet und können beispielsweise durch den Fahrer, welcher sich auf einem Fahrersitz befindet, betätigt werden. Alternativ erfolgt die Betätigung
vorzugsweise durch automatisierte Stellglieder.
Dies hat den Vorteil, dass sich auch bei einem Ausfall des gesamten Bordnetzes oder anderer Systeme, die einen Einsatz dieser Vorrichtung erforderlich machen, keine Änderung für den Fahrer an der Bedienung des Fahrzeugs ergibt. Vorzugsweise handelt es sich bei den unterschiedlichen Eingaben um eine
Bremseingabe und eine Lenkeingabe, so dass vorteilhafter Weise auch Lenkeingaben in Steuersignale einzelner Fahrzeugbremsen umgewandelt werden können.
Vorzugsweise erzeugt die Vorrichtung aus einer Bremseingabe Steuersignale für Bremsen zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse, vorzugsweise derart, dass das Fahrzeug ohne in einen kritischen Fahrzustand zu gelangen abgebremst wird, besonders bevorzugt derart, dass die Bremskräfte so an den Rädern des Fahrzeugs aufgebracht werden, dass sich kein Moment um die Fahrzeughochachse einstellt. Vorzugsweise wird aus einer Lenkeingabe wiederum ein Steuersignal für mindestens eine Bremse auf nur einer Seite der Fahrzeuglängsachse erzeugt, so dass sich, wie oben beschrieben, ein Lenkeffekt aufgrund eines Momentes um die Fahrzeug
Hochachse einstellt. Vorzugsweise wird dabei für einen Lenkeffekt nach rechts ein Steuersignal für mindestens eine Bremse auf der rechten Seite der
Fahrzeuglängsachse und für einen Lenkeffekt nach links ein Steuersignal für mindestens eine Bremse auf der linken Seite der Fahrzeuglängsachse erzeugt. Dabei kann vorzugsweise eine Bremsung eines einzelnen Rades einer Seite erfolgen, jedoch können auch mehrere Räder einer Fahrzeugseite abgebremst werden.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Verbindung zum Empfang einer Bremseingabe durch ein Bremspedal des Fahrzeugs und mindestens eine Verbindung zum Empfang einer Lenkeingabe durch ein Lenkrad des Fahrzeugs auf.
Diese Verbindungen sind vorzugsweise mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch ausgeführt, wodurch vorteilhafterweise eine stromlose Übertragung der Bremseingaben und/oder Lenkeingaben ermöglicht wird.
Vorzugsweise erfolgt die Betätigung der mindestens zwei Module der
erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels Betätigungskräften und/oder
Betätigungsmomenten. Vorzugsweise beeinflusst dabei die Höhe der Betätigungskraft und/oder des Betätigungsmomentes, welche auf ein entstehendes Modul wirkt, das durch dieses Modul ausgegebene Steuersignal. Besonders bevorzugt bewirkt eine gesteigerte Betätigungskraft und/oder ein gesteigertes Betätigungsmoment ein gesteigertes Steuersignal.
Vorteilhafterweise kann dadurch auf die Ansteuerung der entsprechenden
Fahrzeugbremsen und der damit verbundenen Höhe der Bremskräfte Einfluss genommen werden. Vorzugsweise sind die Steuersignale, welche durch die Module erzeugt werden und von der Vorrichtung ausgegeben werden, mechanisch, und/oder hydraulisch, und/oder pneumatisch ausgeprägt.
Dies bringt den Vorteil mit sich, die Vorrichtung vorzugsweise als Rückfallsystem einsetzen zu können, welches die Lenkbarkeit und auch die Bremsbereitschaft des Fahrzeugs auch ohne elektrische Verarbeitung von Steuersignalen sicherstellt. Vorzugsweise ist in der Vorrichtung mindestens ein weiteres Modul vorgesehen, welches bei Betätigung ein Steuersignal für Bremsen auf beiden Seiten der
Fahrzeuglängsachse erzeugt. Ein derartiges Modul eignet sich nicht zur Umsetzung einer Lenkeingabe in einen gezielten Bremseingriff, jedoch kann so in einfacher Weise ein Steuersignal zur Bremsung des Fahrzeugs, vorzugsweise über Räder einer Achse des Fahrzeugs, besonders bevorzugt über alle Räder des Fahrzeugs erzeugt werden.
Die in der Vorrichtung vorgesehene Umsetzungseinheit weist vorzugsweise zur Betätigung eines Moduls aus einer Lenkeingabe ein erstes Drehrad auf, welches um eine Achse drehbar gelagert ist, wobei es durch eine Drehbewegung einer Lenksäule, welche vorzugsweise mit dem Lenkrad verbunden ist, angetrieben wird.
Vorzugsweise steht das erste Drehrad in direktem Kontakt mit einem entsprechenden Modul, wodurch das durch eine Drehbewegung betätigte erste Drehrad
Betätigungskräfte und/oder Betätigungsmomente auf das Modul, vorzugsweise auf ein Modulbetätigungselement, aufgebracht werden können.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kontakt zwischen Modul und erstem Drehrad indirekt ausgeprägt. Hier befinden sich vorzugsweise mindestens ein weiteres Element zwischen dem ersten Drehrad und dem Modul. Dies hat den Vorteil, dass das mindestens eine weitere Element derart ausgeprägt werden kann, dass weitere Funktionalitäten, wie beispielsweise ein Freilauf oder eine reibungsarme Realisierung des Mechanismus erreicht werden können. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein zweites Drehrad vorgesehen, welches sich zwischen dem ersten Drehrad und dem Modul befindet und vorzugsweise um dieselbe Achse wie das erste Drehrad drehbar gelagert ist. Über das zweite
Drehrad stützt sich das erste Drehrad indirekt auf dem Modul vorzugsweise auf einem Modulbetätigungselement ab. Das erste Drehrad steht somit indirekt mit dem Modul in Verbindung. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen dem ersten Drehrad und dem zweiten Drehrad drehfest, in mindestens eine Drehrichtung, vorzugsweise form- und/oder reibschlüssig ausgeführt, wodurch das erste Drehrad eine Drehbewegung auf das zweite Drehrad überträgt. Das zweite Drehrad ist dabei vorzugsweise so ausgeführt, dass es das entsprechende Modul mit Betätigungskräften und/oder
Betätigungsmomenten beaufschlagt.
Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise die Übertragung der Drehbewegung vom ersten auf das zweite Drehrad frei gestaltet werden kann. Beispielsweise kann eine Übersetzung vorgesehen sein, wodurch eine Verdrehung des ersten Drehrades eine größere oder kleinere Verdrehung des zweiten Drehrades zur Folge hat.
Vorzugsweise ist die Verbindung des ersten Drehrades zu dem zweiten Drehrad derart ausgebildet, dass eine Drehbewegung des ersten Drehrades nur zu bestimmten Verdrehwinkeln und/oder zu bestimmten Verdrehrichtungen des ersten Drehrades gegenüber dem zweiten Drehrad, auf das zweite Drehrad übertragen wird, wobei die Übertragung form- und/oder kraftschlüssig erfolgt. Dies kann vorzugsweise durch einen gegenseitigen Drehanschlag erreicht werden, der vorzugsweise in Form von Vorsprüngen des ersten Drehrades und/oder des zweiten Drehrades ausgebildet ist. Diese Vorsprünge greifen zur Übertragung der
Drehbewegung ineinander, oder liegen aneinander an. Alternativ, wenn nur ein
Vorsprung vorgesehen ist, greift dieser vorzugsweise in eine in Umfangsrichtung ausgebildete Tasche oder Aussparung des jeweils anderen Drehrades ein, wobei eine Übertragung der Drehbewegung erfolgt, wenn der Vorsprung am Ende der Tasche oder Aussparung anschlägt. Vorzugsweise sind derartige Vorsprünge einstückig mit dem jeweiligen Drehrad ausgebildet, es kann aber auch eine mehrteilige Ausbildung von Vorsprüngen und Drehrädern vorgesehen sein.
In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung vorzugsweise mittels Kraftschluss, wobei die Übertragung der Drehbewegung des ersten Drehrades auf das zweite Drehrad beispielsweise durch Auflaufen einer Reibfläche, welche mit dem ersten Drehrad verbunden ist, auf eine zweite Reibfläche, welche mit dem zweiten Drehrad verbunden ist, erfolgt.
Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Drehrad oder dem zweiten Drehrad eine in Umfangsrichtung verlaufende Rampe ausgebildet, über die das erste Drehrad oder das zweite Drehrad direkt oder indirekt mit einer korrespondierenden in Umfangsrichtung verlaufenden Rampe eines Modulbetätigungselements in Verbindung stehen. Die beiden Rampen sind dabei vorzugsweise so aneinander orientiert, dass ein Verdrehen der Rampe des ersten oder des zweiten Drehrades gegenüber der Rampe des
Modulbetätigungselements eine Verschiebung des Modulbetätigungselements vorzugsweise in Richtung der Drehachse der Drehräder bewirkt. Dabei sind die
Rampen vorzugsweise so ausgebildet, dass durch eine Drehung des entsprechenden Drehrades in eine Richtung eine Verschiebung des Modulbetätigungselements weg vom entsprechenden Drehrad erfolgt, und durch eine Drehung in die andere Richtung eine Verschiebung des Modulbetätigungselements hin zum entsprechenden Drehrad erfolgt.
Bei einer direkten Verbindung beider Rampen, stehen diese vorzugsweise direkt miteinander in Kontakt und gleiten bei einer Relativbewegung aneinander ab. Eine indirekte Verbindung beider Rampen beinhaltet vorzugsweise weitere Elemente, welche die Kraftübertragung zwischen beiden Rampen übernehmen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Wälzkörper, besonders bevorzugt um Kugeln, welche vorzugsweise auf beiden Rampen abrollen. Diese Ausführungsform erlaubt vorteilhafterweise eine Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, ohne dass der Verbau von weiteren
Übersetzungselementen, beispielsweise Kurbeln und Pleueln nötig wäre.
Vorzugsweise ist das erste Drehrad auf dem zweiten Drehrad gelagert, wobei die Lagerung derart ausgebildet ist, dass sie eine möglichst reibungsarme
Relativbewegung zwischen den Drehrädern erlaubt, wenn keine Drehbewegung zwischen dem ersten Drehrad und dem zweiten Drehrad übertragen werden soll.
So ist vorzugsweise zwischen dem ersten Drehrad und dem zweiten Drehrad eine indirekte Abstützung mittels weiterer Elemente, vorzugsweise mittels Wälzkörpern, besonders bevorzugt mittels Kugeln vorgesehen, die vorzugsweise in Umfangsrichtung angeordnet sind und die eine reibungsarme Relativbewegung beider Drehräder zueinander zulassen. In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Drehrad direkt auf dem zweiten Drehrad, vorzugsweise mittels Gleitlagerung vorzugsweise in Umfangsrichtung verlaufend, gelagert. So kann eine weniger komplexe Realisierung der Lagerung zwischen den beiden Drehrädern erreicht werden.
Beide Ausführungsformen haben den Vorteil, dass sie möglichst reibungsarm gestaltet sind. Dadurch wird zum einen erreicht, dass der Fahrer keine zu hohen Lenkkräfte am Lenkrad aufbringen muss, da er stets mit der Lenksäule im Eingriff mit der Vorrichtung steht, was ihn auf Dauer ermüden könnten, oder den Einbau von stärkeren
Unterstützungselementen, wie Servomotoren erfordern würde. Zum anderen ist der Verschleiß der beschriebenen Lagerungen, insbesondere der Lagerung mittels
Wälzkörpern sehr gering, wodurch sichergestellt wird, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs betrieben werden kann.
Vorzugsweise ist die Übertragung der Drehbewegung der Lenksäule auf das erste Drehrad form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet. So kann die Übertragung der Drehbewegung beispielsweise durch ein Ritzel erfolgen, welches drehfest ein- oder mehrstückig mit der Lenksäule ausgeführt ist und welches vorzugsweise in einen Zahnkranz, welcher vorzugsweise auf dem Außenumfang des ersten Drehrades vorgesehen ist, formschlüssig eingreift.
In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Kraftübertragung zwischen erstem Drehrad und Lenksäule nicht mittels Zahnkranz und Ritzel, sondern beispielsweise
reibschlüssig, vorzugsweise mittels Reibrädern, die vorzugsweise gegeneinander verspannt sind, so dass sie möglichst nicht aneinander abgleiten, so dass zwischen ihnen kein Schlupf entsteht, sondern aneinander abrollen. In weiteren Ausführungsformen ist mindestens ein zwischen erstem Drehrad und Lenksäule angeordnetes Kraftübertragungselement, beispielsweise ein weiteres Zahnrad, vorzugsweise ein Riemen, besonders bevorzugt eine Kette, vorgesehen, worüber die Drehbewegung der Lenksäule auf das erste Drehrad übertragen werden kann.
Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass eine Übersetzung der
Drehbewegung der Lenksäule auf das erste Drehrad erfolgen kann, wodurch beispielsweise ein großer Lenkeinschlag nur eine geringe Drehung des ersten
Drehrades bewirkt, wodurch sich ein geringer Hub des Modulbetätigungselements einstellt. Dadurch kann erreicht werden, dass die entsprechende Vorrichtung in Betätigungsrichtung der Module möglichst gering baut, wodurch Bauraum im Fahrzeug eingespart werden kann.
Vorzugsweise weist die Umsetzungseinheit weiterhin mindestens einen Zustellhebel auf, welcher vorzugsweise eine mechanische Verbindung zu einem Bremspedal aufweist. Der Zustellhebel ist derart ausgebildet, dass er über die vorzugsweise mechanische Verbindung eine Bremseingabe vorzugsweise in eine rotatorische und/oder translatorische Auslenkung des Zustellhebels übersetzt.
Vorzugsweise steht der Zustellhebel mit mindestens einem Modulbetätigungselement mindestens eines Moduls in Kontakt und beaufschlagt dieses durch die zuvor beschriebene Auslenkung mit einer Betätigungskraft und/oder einem
Betätigungsmoment.
Vorzugsweise ist dieser Kontakt direkt ausgebildet, indem der Zustellhebel mit einem freien Ende, welches die Auslenkung beschreibt, an dem Modulbetätigungselement anstößt und dadurch eine Betätigung des entsprechenden Moduls bewirkt.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist dieser Kontakt indirekt ausgebildet, indem der Zustellhebel mit mindestens einem Zwischenstück in Kontakt steht, welches durch die Auslenkung des Zustellhebels betätigt wird und dabei das
Modulbetätigungselement mit einer Betätigungskraft und/oder einem
Betätigungsmoment beaufschlagt. Vorzugsweise steht das Zwischenstück dabei mit dem ersten oder zweiten Drehrad in Kontakt, wobei die Betätigung des Moduls vorzugsweise über das Zwischenstück, besonders bevorzugt über das erste oder zweite Drehrad erfolgt. Vorzugsweise ist das mindestens eine Zwischenstück so ausgebildet, dass es mehrere Module gleichzeitig mit einer Betätigungskraft und/oder einem Betätigungsmoment beaufschlagen kann.
Vorteilhafterweise kann die Umsetzungseinheit zur Umsetzung eine Bremseingabe in mehrere Steuersignale für mehrere Bremsen dabei so ausgebildet werden, dass eine möglichst geringe Menge an Bauteilen benötigt wird. Vorzugsweise ist dazu ein
Zustellhebel vorgesehen, der vorzugsweise über ein Zwischenstück mehrere Module betätigen kann. Vorzugsweise sind die Module, insbesondere die Modulbetätigungselemente in einer Führung geführt, die vorzugsweise nur eine Verschiebungsrichtung zulässt. Um bei Betätigung eine Verdrehung des Modulbetätigungselements gegenüber den darüber befindlichen Drehrädern zu verhindern, ist vorzugsweise ein Verdrehschutz zwischen Führung und Modulbetätigungselement vorgesehen. Dies bringt den Vorteil mit sich, die Winkelposition der Rampe des Modulbetätigungselements stets unverändert zu halten, da ansonsten die Drehbewegung des darüber befindlichen Drehrades nicht mehr in einen definierten Betätigungshub des Modulbetätigungselements umgesetzt werden kann. Vorzugsweise weist der Verdrehschutz mindestens ein Blockierelement auf, das form- und/oder kraftschlüssig ein Verdrehen des entsprechenden Moduls gegenüber einer Führung verhindert, und das einstückig mit dem entsprechenden Modul und/oder der Führung, oder als separates Blockierelement ausgeführt ist. Dabei lässt vorzugsweise das Blockierelement eine Bewegung des
Modulbetätigungselements in Betätigungsrichtung zu. Dies kann vorzugsweise durch entsprechend gestaltete Aussparungen erreicht werden, welche vorzugsweise in Verdrehrichtung ein Verdrehen des Modulbetätigungselements form- und/oder kraftschlüssig mit den Blockierelementen verhindern und in Betätigungsrichtung keinerlei Sperrkräfte entwickeln, indem vorzugsweise die Blockierelemente in dieser Richtung frei innerhalb der Aussparung beweglich sind. In einer weiteren Ausführungsform ist ein System vorgesehen, das vorzugsweise mindestens eine Vorrichtung aufweist und vorzugsweise über Signalblockierelemente verfügt, die die von der Vorrichtung ausgegebenen Steuersignale blockieren, und die Freigabe dieser Steuersignale vorzugsweise erst erfolgt, wenn ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs eintritt.
Dieser Betriebszustand tritt dann ein, wenn eine Richtungsänderung des Fahrzeugs mittels gelenkter Räder nicht mehr möglich ist, und/oder wenn eine Übertragung von Lenk- und/oder Bremseingaben nicht mehr auf die in einem normalen Betriebszustand übliche Weise oder nur sehr schwergängig erfolgen kann.
Dies ist bei einem teilweisen oder kompletten Ausfall der üblichen
Lenkunterstützungssysteme, welche eine Unterstützung hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektrisch erzeugen, der Fall. Somit ist durch das
erfindungsgemäße System sichergestellt, dass im Falle eines solchen Ausfalls, das Fahrzeug weiterhin gebremst und/oder gelenkt werden kann. Dieses System bildet somit eine Rückfallebene für den Fehlerfall zur Erzeugung von Steuersignalen auf nicht elektrischem Weg.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen welches mindestens drei Räder, wobei mindestens zwei Räder auf jeweils unterschiedlichen Seiten der Fahrzeuglängsachse angebracht sind, und mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung, und/oder mindestens ein erfindungsgemäßes System aufweist. Ein derart ausgestattetes Fahrzeug kann, bei Ausfall seiner betriebsüblichen Systeme zur Durchführung von Bremsung und Lenkung, nach wie vor gelenkt und gebremst werden, indem seine einzelnen Bremsen bis hin zu allen Bremsen auf nicht
elektrischem Wege wie oben beschrieben angesteuert werden. Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Systems und/oder eines derartigen Fahrzeugs zur Erzeugung von mindestens einem nicht elektrischen
Steuersignal zur Betätigung von Bremsen eines Fahrzeugs vorgesehen.
Vorzugsweise weist das Verfahren folgende Schritte auf, welche besonders bevorzugt in beliebiger Reihenfolge abgearbeitet werden können. Besonders bevorzugt erfolgt zunächst das Erzeugen des mindestens einen Steuersignals aus mindestens zwei Eingaben, vorzugsweise Lenk- und Bremseingaben, wobei auch keine Eingabe, also ein Lenkwinkel von 0° und eine Bremseingabe von 0% als eine Eingabe bewertet werden und daraus vorzugsweise Betätigungssignale mit dem Wert Null erzeugt werden. Anschließend wird geprüft, ob mindestens ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs, wie oben beschrieben, eingetreten ist. Ist dieser vorbestimmte
Betriebszustand nicht eingetreten, so erfolgt ein Blockieren der Steuersignale. Ist hingegen der vorbestimmte Betriebszustand eingetreten wird die Blockierung beendet und die Steuersignale werden an die Bremsen des Fahrzeugs übermittelt, um diese zu betätigen.
Vorzugsweise werden die oben aufgeführten Schritte des Verfahrens mindestens einmal wiederholt, besonders bevorzugt wird das Verfahren mehrmals wiederholt.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich beispielhafte
Gegenstände der Erfindung dar und beschränken die Erfindung nicht auf diese
Ausführungsbeispiele. Vielmehr sind weitere Ausführungsformen denkbar, die sich aus der Kombination einzelner Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele bilden lassen.
Beispielsweise ist es nicht unbedingt erforderlich die Drehräder komplett in
Umfangsrichtung auszubilden. Vielmehr könnten diese auch nur in Umfangsrichtung über ein Kreissegment ausgebildet sein, welches ausreichend ausgebildet ist, um die Funktionalität der Erfindung zu gewährleisten. Auch müssen diese nicht zwingend kreisförmig ausgebildet sein. Es sind vielmehr beliebige Gestaltungen möglich, um ein Drehelement, welches die gleiche Funktionalität eines Drehrades aufweist, zur
Verfügung zu stellen.
Weiterhin ist die Ausführung der Lagerstellen als Kugellager bzw. als Kugelrampe ebenso beispielhaft zu verstehen. Die Kugeln können ebenso als Wälzkörper
vorzugsweise in Konusform ausgeführt werden, oder ganz entfallen. Die Lagerstellen wären dann vorzugsweise als Gleitlager ausgeführt.
Im Folgenden erfolgt die Beschreibung der Erfindung anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 vier Situationen an einem Fahrzeug in der Draufsicht, in denen ein Lenkeffekt durch radindividuellen Bremseingriff erzeugt wird.
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 4 eine detaillierte Darstellung des Ausschnitts A aus Fig. 3.
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 . Diese empfängt mehrere Eingaben eines Fahrers, speziell eine Bremseingabe 2 und eine Lenkeingabe 3 und wandelt diese in Steuersignale 4 um, welche genutzt werden können, um Bremsen an einzelnen Rädern eines Fahrzeugs bis hin zu allen Bremsen des Fahrzeugs anzusteuern. Die Umsetzung der Brems- und Lenkeingabe 2, 3 ist dabei so gestaltet, dass sie unabhängig von einem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs erfolgen kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die Funktionalität dieser Vorrichtung 1 auch bei komplettem Ausfall des Bordnetzes erhalten bleibt, wodurch das Fahrzeug lenkbar bleibt. Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A. Die Vorrichtung 1 verfügt zum Empfang der Lenkeingabe 3 über eine mechanische Verbindung einer Lenksäule 5, welche mit einem Ende in der Vorrichtung 1 endet. In dieser Ausführungsform ist dieses Ende der Lenksäule 5 in Form eines Ritzels 5a ausgeführt. Das andere, nicht dargestellte Ende der Lenksäule 5 ist dabei drehfest mit einem Lenkrad verbunden.
Zudem ist eine mechanische Verbindung eines Bremspedals 6 über einen Bremshebel 6a vorgesehen, welcher eine feste Verbindung mit einer Bremswelle 6b aufweist. Diese ist drehbar mittels Lager 6c in der Vorrichtung 1 gelagert und weist Zustellhebel 6d auf. Diese Zustellhebel 6d stehen jeweils mit einem Zwischenstück 6e in Verbindung.
Dieses Zwischenstück 6e steht entweder direkt mit dem jeweiligen Modul MHA, oder indirekt über ein erstes Drehrad 7 mit den Modulen MVAL, MVAR in Verbindung. Dabei stützt sich das entsprechende Zwischenstück 6e in einer Vertiefung 7b des ersten
Drehrades 7 ab, wobei die Vertiefung mit einem Druckbereich 7c ausgeführt ist, an dem sich das entsprechende Zwischenstück 6e abstützt. Diese Anordnung erlaubt eine Bremseingabe 2 des Bremspedals 6 an die Vorrichtung 1 zu übertragen. Die gezeigte Vorrichtung 1 verfügt weiterhin über drei Module, speziell ein linkes
Vorderachsmodul MVAL, ein rechtes Vorderachsmodul MVAR und ein Hinterachsmodul MHA, welche in dieser Darstellung angedeutet sind. Auf die Darstellung der unteren Bereiche der Module MVAL, MVAR, MHA wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Jedes der Module MVAL, MVAR, MHA steht signaltechnisch mit einem ebenfalls nicht dargestellten Bremssystem eines Fahrzeugs in Verbindung, an welches es die Steuersignale übermitteln kann. In der dargestellten Ausführungsform erzeugen die Module MVAL, MVAR, MHA pneumatische Steuersignale 4. Es sind jedoch auch weitere Ausführungsformen denkbar, die Steuersignale auf mechanische und/oder pneumatische und/oder hydraulische Weise erzeugen. Zur Erzeugung eines
pneumatischen Steuersignals in Form eines pneumatischen Druckes, muss das
Modulbetätigungselement 9 des entsprechenden Moduls MVAL, MVAR, MHA in der dargestellten Ausführungsform nach unten bewegt werden. Dabei wird das entsprechende Modulbetätigungselement 9 durch eine Führung 10 geführt, wodurch sichergestellt ist, dass dieses bei Betätigung eine translatorische Bewegung ausführt.
Im oberen Bereich der gezeigten Vorrichtung 1 befindet sich eine Umsetzungseinheit 1 a, welche die Bremseingabe 2 über das Bremspedal 6 und die Lenkeingabe 3 über die Lenksäule 5 in Betätigungseingaben für die einzelnen Module MVAL, MVAR, MHA umsetzt.
In der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 bewirkt eine Lenkeingabe 3 über die Lenksäule 5 eine Bremsung eines Rades RVL, RVR an einer Vorderachse des Fahrzeugs. Ein Lenkeffekt kann daher entsprechend der Darstellung aus Fig. 1 links oben erreicht werden, indem eines der beiden Vorderräder RVL, RVR abgebremst wird. Auf die Umsetzung dieser Funktionalität wird weiter unten eingegangen.
Zur Umsetzung der Lenkeingabe 3 in Form einer Drehbewegung der Lenksäule 5 in eine translatorische Betätigungsbewegung eines der beiden Vorderachsmodule MVAL, MVAR ist ein Mechanismus vorgesehen. Zur Beschreibung der Funktion dieses
Mechanismus ist in Fig. 4 rechts der Ausschnitt A vergrößert dargestellt. Es ist ein erstes Drehrad 7 vorgesehen, welches umlaufend mit einem Zahnkranz 7a versehen ist, der mit dem Ritzel 5a der Lenksäule 5 im Eingriff steht. Dadurch kann eine
Drehbewegung der Lenksäule 5 auf das erste Drehrad 7 übertragen werden.
Unter dem ersten Drehrad 7 ist ein zweites Drehrad 8 vorgesehen. Beide Drehräder 7, 8 sind konzentrisch zueinander angeordnet und um die gemeinsame Achse drehbar vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform ist zwischen beiden Drehrädern 7, 8 ein Lager in Form eines Kugellagers vorgesehen, welches aus zwei Kugellaufflächen 7e, 8b der Drehräder 7,8 und den Kugeln 1 1 gebildet wird. Somit ist ein leichtes bzw. widerstandsarmes Verdrehen der beiden Drehräder 7,8 gegeneinander möglich.
Das zweite Drehrad 8 stützt sich seinerseits auf dem Modulbetätigungselement 9 ab. Die Abstützung ist in Form einer Kugelrampe durch die Rampen 8c, 9a und die dazwischen laufenden Kugeln 12 realisiert. Fig. 3 zeigt in der linken Darstellung die beiden Drehräder 7, 8 und das Modulbetätigungselement 9 in einer Abwicklung über 360°, also über einer vollen Drehung.
Weiterhin ist hier ein Drehanschlag 7d des ersten Drehrades 7 und ein weiterer
Drehanschlag 8a des zweiten Drehrades 8 gezeigt. Die beiden Drehanschläge 7d, 8a erlauben, wenn beide aneinander anliegen, eine Übertragung der Drehbewegung des ersten Drehrades 7 auf das zweite Drehrad 8 in die eingezeichnete Drehrichtung 14.
In Fig. 2 ist weiterhin ein Verdrehschutz 13 gezeigt, welcher Kugeln aufweist. Diese sind in einer Aussparung der Führung 10 vorgesehen und greifen zugleich in eine
Aussparung des Modulbetätigungselements 9 ein. Dadurch wird verhindert, dass sich das Modulbetätigungselement 9 innerhalb der Führung 10 verdrehen kann. Die Kugeln wirken hier als Blockierelemente. Der Verdrehschutz 3 ist dabei so ausgeführt, dass lediglich das Verdrehen des Modulbetätigungselements 9 verhindert wird, nicht jedoch die Verschiebung desselben nach unten. Dies wird, wie dargestellt, durch eine
Aussparung realisiert, die in Verschiebungsrichtung eine größere Ausdehnung aufweist, als sie zur Aufnahme der Kugeln nötig wäre.
Die Funktionsweise des im Ausschnitt A gezeigten Mechanismus stellt sich wie folgt dar. Wird bei einer Lenkeingabe 3 eine Drehbewegung der Lenksäule 5 über das Ritzel 5a und den Zahnkranz 7a auf das erste Drehrad 7 übertragen, verdreht sich das erste Drehrad 7 entlang der eingezeichneten Drehrichtung 14. Dabei wird diese
Drehbewegung auf das zweite Drehrad 8 mittels der in Kontakt stehenden
Drehanschläge 7d, 8a übertragen. Das zweite Drehrad 8 dreht sich demnach synchron mit dem ersten Drehrad 7, also ebenfalls entlang der eingezeichneten Drehrichtung 14.
Dies hat zur Folge, dass sich die Rampe 8c relativ zu den zwischen dem zweiten Drehrad 8 und dem Modulbetätigungselement 9 angeordneten Kugeln 12 verschiebt, wodurch sich diese, geführt durch die Rampen 8c, 9a entlang der eingezeichneten Richtung 14a bewegen. Durch diese Verschiebung entsteht eine Kraft zwischen dem zweiten Drehrad 8 und dem Modulbetätigungselement 9, welche in der Zeichnung senkrecht orientiert ist. Nach oben stützt sich diese Kraft über die Kugeln 1 1 , das erste Drehrad 7, das
Zwischenstück 6e, den Zustellhebel 6d, die Bremswelle 6b in den Lagern 6c ab. Nach unten erfolgt die Abstützung dieser Kraft an dem Modulbetätigungselement 9, welches dadurch eine translatorische Verschiebung entlang der eingezeichneten Richtung 14b erfährt. Durch die Verschiebung des Modulbetätigungselements 9 wird ein
entsprechendes Steuersignal durch das entsprechende Modul erzeugt.
Weiterhin sind der Drehanschlag und das Übersetzungsverhältnis der Paarung des Zahnkranzes 7a mit dem Ritzel 5a so abgestimmt, dass bei einer Drehung des
Lenkrads nach links nur das erste Drehrad 7 des linken Vorderachsmoduls MVAL mit dessen zweiten Drehrad 8 über die Drehanschläge 7d, 8a in Verbindung steht. Somit wird beim Befahren einer Linkskurve nur das linke Vorderachsmodul MVAL betätigt.
Bei einer Drehung des Lenkrads nach rechts bewegt sich der Zahnkranz 7a und somit das erste Drehrad 7 des linken Vorderachsmoduls MVAL entgegen der eingezeichneten Drehrichtung 14. Die Drehanschläge 7d, 8a lösen sich voneinander und das erste Drehrad 7 bewegt sich frei auf dem Kugellager, bestehend aus den Kugellaufflächen 7e, 8b und den Kugeln 1 1. Eine Übertragung der Drehbewegung des ersten Drehrades 7 auf das zweite Drehrad 8 und eine damit verbundene Betätigung des linken
Vorderachsmoduls MVAL findet nicht statt. Somit ist sichergestellt, dass das linke Vorderrad RVL nur bei einer Drehung des Lenkrades nach links abgebremst wird.
Anstelle des linken Vorderachsmoduls wird stattdessen das rechte Vorderachsmodul MVAR in gleicher weise betätigt. Wird statt einer Lenkeingabe 3 über die Lenksäule 5 eine Bremseingabe 2 über das
Bremspedal 6 an die Vorrichtung 1 übertragen, so werden alle gezeigten Module MVAL, MVAR, MHA gleichzeitig betätigt.
Die Betätigung des Bremspedals 6 bewirkt eine Schwenkbewegung des Bremshebels 6a woraus eine Drehbewegung der Bremswelle 6b resultiert. Durch diese
Drehbewegung verschiebt sich der Berührpunkt zwischen Zustellhebel 6d und
Zwischenstück 6e so, dass das Zwischenstück 6e eine Verschiebung in der Darstellung nach unten erfährt. In der gezeigten Ausführungsform steht ein Zwischenstück 6e direkt mit dem Modulbetätigungselement 9 des Hinterachsmoduls MHA in Verbindung. Eine
Verschiebung des korrespondierenden Zwischenstücks 6e bewirkt somit eine direkte Verschiebung des Modulbetätigungselements 9 und damit eine Betätigung des
Hinterachsmoduls MHA.
Die Betätigung der beiden Vorderachsmodule MVAL, MVAR erfolgt in dieser
Ausführungsform indirekt, indem die Verschiebung der entsprechenden Zwischenstücke 6e eine Verschiebung der entsprechenden ersten und zweiten Drehräder 7, 8 über die entsprechenden Vertiefungen 7b und deren Druckbereiche 7c bewirkt.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in der Draufsicht, also in Richtung der Lenksäule 5 gezeigt. Im Gegensatz zu der
Ausführungsform der Fig. 3 und 4 sind hier die Kugellager nicht auf konzentrischen Kreisen mit gleichen Radien angeordnet, sondern auf konzentrischen Kreisen mit unterschiedlichen Radien.
So befinden sich die Kugelrampe mit den Kugeln 12 auf einem Kreis mit größerem Radius und das Kugellager mit den Kugeln 1 1 auf einem Kreis mit kleinerem Radius. Das Zwischenstück 6e zur Betätigung des Hinterachsmoduls MHA ist neben dem Ritzel 5a der Lenksäule 5 und zwischen den beiden Drehrädern 7 und deren Zahnkränzen 7a möglichst platzsparend angeordnet.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Fußbremsmodul (Vorrichtung)
1 a Umsetzungseinheit
2 Bremseingabe (Eingabe)
3 Lenkeingabe (Eingabe)
4 Steuersignale (Bremssignale)
5 Lenksäule
5a Ritzel
6 Bremspedal
6a Bremshebel
6b Bremswelle
6c Lager
6d Zustellhebel
6e Zwischenstück
7 erstes Drehrad
7a Verzahnung
7b Vertiefung
7c Druckbereich
7d Drehanschlag
7e Kugellauffläche
8 zweites Drehrad
8a Drehanschlag
8b Kugellauffläche
8c Rampe
9 Modulbetätigungselement
9a Rampe
10 Führung
1 1 Wälzkörper (Kugellager)
12 Wälzkörper (Kugelrampe)
13 Verdrehschutz
14 Drehrichtung
14a Richtung 14b Richtung
A Ausschnitt
MVAL Vorderachsmodul links
MVAR Vorderachsmodul rechts
MHA Hinterachsmodul
FB Bremskraft
FBL Lenkbremskraft
RHL Rad hinten links
RHR Rad hinten rechts
RVL Rad vorne links
RVR Rad vorne rechts
SL Spurweite links
SP Schwerpunkt
SR Spurweite rechts
X Fahrzeuglängsachse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Vorrichtung (1 ) zur Erzeugung von nicht elektrischen Steuersignalen (4) zur Betätigung von Bremsen eines Fahrzeugs, aus mindestens zwei Eingaben (2, 3), welche unterschiedliche Wirkung auf das Fahrzeug hervorrufen sollen, aufweisend:
- eine Umsetzungseinheit (1 a), die die Eingaben (2, 3) in Betätigungseingaben für mindestens zwei Module (MVAL, MVAR) umsetzt;
- mindestens zwei Module (MVAL, MVAR), die bei Betätigung die Steuersignale (4) erzeugen.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei
die Vorrichtung (1 ) dazu angepasst ist, Steuersignale (4) zu erzeugen, die zur Ansteuerung mindestens einer Bremse auf jeder Seite einer Fahrzeuglängsachse (X) dienen.
3. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
die Vorrichtung (1 ) zwei Stellglieder (5, 6) aufweist, die dazu angepasst sind, die Eingaben (2, 3) zu erzeugen, und/oder
die Eingaben (2, 3) eine Bremseingabe (2) und eine Lenkeingabe (3) sind.
4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, die derart ausgebildet ist, dass
durch eine Bremseingabe (2) Steuersignale (4) für Bremsen zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse (X) erzeugt werden, und
durch eine Lenkeingabe (3) Steuersignale (4) für mindestens eine Bremse auf einer Seite der Fahrzeuglängsachse (X) erzeugt werden.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, aufweisend
mindestens eine Verbindungsvorrichtung (6a, 6b) zum Empfang einer
Bremseingabe (2) durch ein Bremspedal (6), und/oder
mindestens eine Verbindungsvorrichtung (5, 5a, 7a) zum Empfang einer
Lenkeingabe (3) durch ein Lenkrad des Fahrzeugs, wobei die mindestens eine Verbindungsvorrichtung (6a, 6b) zum Empfang einer
Bremseingabe (2), und/oder
die mindestens eine Verbindungsvorrichtung (5, 5a, 7a) zum Empfang einer Lenkeingabe (3) mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch ausgeführt ist.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
die Vorrichtung (1 ) derart ausgebildet ist, dass die Betätigung der mindestens zwei Module (MVAL, MVAR) durch Betätigungskräfte und/oder Betätigungsmomente erfolgt, und/oder
die Steuersignale (4) mechanisch, und/oder hydraulisch, und/oder pneumatisch ausgeprägt sind.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, aufweisend
mindestens ein weiteres Modul (MHA), das bei Betätigung ein Steuersignal (4) für Bremsen auf beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse (X) erzeugt.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
die Umsetzungseinheit (1 a), zur Betätigung eines Moduls (MVAL, MVAR) aus einer Lenkeingabe (3) aufweist:
- ein erstes Drehrad (7), das um eine Achse drehbar gelagert ist und das durch eine Drehbewegung einer Lenksäule (5) angetrieben wird, wobei
das erste Drehrad (7) direkt oder indirekt mit einem Modul (MVAL, MVAR) in Kontakt steht, und so ausgebildet ist, dass
es bei einer Drehbewegung ein Modul (MVAL, MVAR) mit Betätigungskräften und/oder Betätigungsmomenten beaufschlagt.
9. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 8, wobei die Umsetzungseinheit (1 a) weiterhin aufweist:
- ein zweites Drehrad (8), worüber das erste Drehrad (7) indirekt mit einem Modul (MVAL, MVAR) in Kontakt steht, wobei
das erste Drehrad (7) eine Drehbewegung direkt oder mittels Übersetzung auf das zweite Drehrad (8) überträgt, und das zweite Drehrad (8) so ausgebildet ist, dass es durch eine Drehbewegung ein Modul (MVAL, MVAR) mit Betätigungskräften und/oder Betätigungsmomenten beaufschlagt. 10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei
die Vorrichtung (1 ) derart ausgebildet ist, dass die Drehbewegung des ersten Drehrades (7) nur zu bestimmten Verdrehwinkeln und/oder zu bestimmten
Verdrehrichtungen gegenüber dem zweiten Drehrad (8) auf dieses übertragen werden, und
die Übertragung dieser Drehbewegung form- und/oder kraftschlüssig erfolgt.
1 1. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei
das erste Drehrad (7) oder das zweite Drehrad (8) über eine in Umfangsrichtung verlaufende Rampe (8c) mit einer Rampe (9a) eines Modulbetätigungselements (9) eines Moduls (MVAL, MVAR) in Verbindung steht, wodurch
eine Drehbewegung des ersten Drehrades (7) oder des zweiten Drehrades (8) eine Betätigungskraft auf das Modulbetätigungselement (9) bewirkt, wobei
die Rampe (8c) und die Rampe (9a) direkt miteinander in Kontakt stehen und aufeinander abgleiten, oder
indirekt über Wälzkörper (12) miteinander in Kontakt stehen.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei
das erste Drehrad (7) auf dem zweiten Drehrad (8) direkt gelagert ist und das erste Drehrad (7) auf dem zweiten Drehrad (8) abgleitet, oder
das erste Drehrad (7) auf dem zweiten Drehrad (8) indirekt gelagert ist und sich das erste Drehrad (7) auf dem zweiten Drehrad (8) mittels Wälzkörpern (1 1) abstützt.
13. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei
die Übertragung der Drehbewegung der Lenksäule (5) auf das erste Drehrad (7) form- und/oder kraftschlüssig erfolgt.
14. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei die Umsetzungseinheit (1 a), zur Betätigung mindestens eines Moduls (MVAL, MVAR, MHA) zu jeder Seite der Fahrzeuglängsachse (X) aus einer Bremseingabe (2) aufweist:
- mindestens einen Zustellhebel (6d) mit einer Verbindung (6a, 6b) zu dem
Bremspedal (6), wobei
der mindestens eine Zustellhebel (6d) direkt oder indirekt mit den Modulen (MVAL, MVAR, MHA) in Kontakt steht, und
eine Bremseingabe (2) über das Bremspedal (6) eine translatorische und/oder eine rotatorische Auslenkung des Zustellhebels (6d) bewirkt, wodurch
ein Modul (MVAL, MVAR, MHA) mit Betätigungskräften und/oder
Betätigungsmomenten beaufschlagt wird.
15. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 14, wobei
der mindestens eine Zustellhebel (6d) indirekt über mindestens ein Zwischenstück (6e) und/oder das erste Drehrad (7) und/oder das zweite Drehrad (8) mit den
korrespondierenden Modulen (MVAL, MVAR, MHA) in Kontakt steht.
16. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
mindestens ein Modul (MVAL, MVAR) einen Verdrehschutz (13) aufweist, welcher form- und/oder kraftschlüssig bei Betätigung ein Verdrehen des entsprechenden Moduls (MVAL, MHAL), insbesondere des entsprechenden Modulbetätigungselements (9), gegenüber einer Führung (10) verhindert. 7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 16, wobei
der Verdrehschutz (13) mindestens ein Blockierelement aufweist,
das form- und/oder kraftschlüssig ein Verdrehen des entsprechenden Moduls (MVAL, MHAL) gegenüber der Führung (10) verhindert, und
das einstückig mit dem entsprechenden Modul (MVAL, MVAR) und/oder der Führung (10), oder
als separates Blockierelement ausgeführt ist.
18. System, aufweisend:
- eine Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, und - mindestens ein Signalblockierelement, welches mindestens ein durch die
Vorrichtung (1) ausgegebenes Steuersignal (4) zur Betätigung einer Bremse blockiert, und so ausgebildet ist, dass die Blockierung dieses mindestens einen Steuersignals (4) erst beendet wird, wenn mindestens ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs eintritt.
19. System nach Anspruch 18, wobei das System so ausgebildet ist, dass
der vorbestimmte Betriebszustand des Fahrzeugs eintritt, wenn
eine Richtungsänderung des Fahrzeugs mittels gelenkter Räder nicht mehr möglich ist, und/oder
wenn eine Übertragung von Lenk- und/oder Bremseingaben (2, 3) nicht mehr auf die in einem normalen Betriebszustand übliche Weise oder nur sehr schwergängig erfolgen kann. 20. Fahrzeug, aufweisend:
- mindestens drei Räder, wobei mindestens zwei Räder auf jeweils
unterschiedlichen Seiten der Fahrzeuglängsachse (X) angebracht sind, und
- mindestens eine Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, und/oder
- mindestens ein System nach einem der Ansprüche 18 oder 19.
21. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach den Ansprüchen 18 oder 19 und/oder eines Fahrzeugs nach Anspruch 20 zur Erzeugung von nicht elektrischen
Steuersignalen (4) zur Betätigung von Bremsen eines Fahrzeugs mit den Schritten:
- Erzeugen der Steuersignale (4) aus mindestens zwei Eingaben (2, 3),
- Prüfen, ob mindestens ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs eingetreten ist,
- Blockieren des mindestens einen Steuersignals (4) zur Betätigung einer Bremse, falls der mindestens eine vorbestimmte Betriebszustand des Fahrzeugs nicht eingetreten ist, und/oder
- Beenden der Blockierung, falls der mindestens eine vorbestimmte Betriebszustand des Fahrzeugs eingetreten ist.
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