DE10128430B4 - Parksperren-System - Google Patents

Abstract

Parksperren-System für Kraftfahrzeug-Getriebe, mit einer Parksperre zum Blockieren oder Freigeben des Getriebes aufgrund von Betätigungssignalen einer Bedieneinrichtung, indem insbesondere eine Sperrklinke in ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad ein- oder ausrastet, mit einer elektrischen Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs und der Parksperre, mit einem Federspeicher zum Einlegen der Parksperre, mit einer druckgesteuerten Löseeinrichtung der Parksperre und einer Halteeinrichtung zur Verriegelung der Parksperre in ausgelegtem Zustand, sowie mit einer Notentriegelungs-Einrichtung der Parksperre, dadurch gekennzeichnet, dass die Notentriegelungs-Einrichtung bei stehendem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs durch einen Schaltbefehl „P-N" der Bedieneinrichtung aktivierbar ist, dass bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung ein Anlasser des Antriebsmotors so lange betätigt wird, bis die Parksperre druckgesteuert gelöst und über die Halteeinrichtung in ausgelegtem Zustand verriegelt ist, wobei der Anlasser des Antriebsmotors bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung eine Getriebeölpumpe antreibt, welche die Druckversorgung der Löseeinrichtung der Parksperre bereitstellt, und dass die Parksperre so lange in ausgelegtem Zustand verriegelt bleibt,...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Parksperren-System für ein Kraftfahrzeug-Getriebe, insbesondere für ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
• Üblicherweise weisen Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge eine mechanisch wirkende Parksperreneinrichtung auf, bei der in Sperrstellung beispielsweise eine Sperrklinke in eine Verzahnung eines Parksperrenrades, das mit dem Abtrieb des Getriebes und somit mit einer Achse des Fahrzeugs verbunden ist, eingreift. Als Wirkverbindung zwischen Parksperre und deren Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs sind mechanische und elektro-hydraulische Systeme bekannt. Mechanische Wirkverbindungen sind beispielsweise als Bowdenzug zwischen dem karosseriefesten Wählhebel und der am Automatgetriebe angeordneten elektro-hydraulischen Getriebesteuerung und der im Getriebegehäuse angeordneten Parksperrenbetätigung ausgeführt. Eine rein elektrische Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung des Automatgetriebes im Fahrzeug-Innenraum und der elektrohydraulischen Getriebesteuerung – üblicherweise als E-Schaltung bezeichnet – bedingt eine Umsetzung des elektrischen Signals zur Parksperrenbetätigung in eine mechanische Bewegung der Sperrklinke.
• Als ein wesentlicher Vorteil der rein elektrisch ausgeführten Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung des Automatgetriebes und der elektro-hydraulischen Getriebesteuerung kann der Ort der Bedieneinrichtung im Fahrzeug-Innenraum frei gewählt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die akustische Entkoppelung der Bedieneinrichtung vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs.
• Die DE 43 22 523 A1 beispielsweise beschreibt eine elektro-hydraulische Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Automatgetriebe mit einer elektrisch ausgeführten Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung des Automatgetriebes im Fahrzeuginnenraum und der elektrohydraulischen Getriebesteuerung, bei der die Betriebsstufen D, R und N durch Druckbeaufschlagung einzelner Schaltglieder eingelegt werden, während die Betriebsstufe P durch Drucklosschaltung aller Schaltglieder eingelegt wird. Diese Anordnung führt dazu, daß nicht nur in der Betriebsstufe P, sondern in allen Betriebsstufen des Wählhebels bei Druckausfall die Parksperre eingelegt wird. Das Einlegen der Parksperre erfolgt dabei über einen Federspeicher, das Auslegen der Parksperre hydraulisch. Der Öldruckkreislauf des Automatgetriebes stellt den zum Auslegen erforderlichen Druck bereit. Um bei Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung oder einem Defekt im elektronischen Getriebesteuergerätes oder defekter Getriebeölversorgung die eingelegte Parksperre entriegeln zu können, wird eine mechanische Notentriegelungs-Einrichtung vorgeschlagen.
• Die DE 41 27 991 C2 beschreibt ebenfalls ein Parksperren-System für ein automatisches Kraftfahrzeug-Getriebe mit einer elektrisch ausgeführten Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung des Getriebes im Fahrgastraum und dem schaltbaren Parksperren-Mechanismus, bei dem die Parksperre über einen mechanischen Federspeicher eingelegt und über eine elektro-hydraulische Steuereinrichtung mit Überdruck ausgelegt wird. Hierzu ist eine Betätigungsstange, mit der die Parksperre in Sperrstellung gebracht und aus der Sperr stellung gelöst wird, gleichzeitig als Kolbenstange für einen Betätigungszylinder ausgebildet. Zum Auslegen der Parksperre und zum Halten der Parksperre im ausgelegten Zustand wird der Zylinder über ein Magnetventil mit Drucköl beaufschlagt. Die hydraulische Druckversorgung hierzu erfolgt vorzugsweise direkt über den Druckölkreislauf des Automatgetriebes, der auch die hydraulische Getriebesteuerung mit Drucköl versorgt. Im drucklosen Zustand schiebt der Zylinder die Parksperre durch die Federkraft des Federspeichers in Sperrstellung. In einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, zusätzlich einen Überdruckspeicher mit Absperrventil vorzusehen, um die Parksperre in einem begrenzten Zeitraum bei stehendem Motor und damit fehlendem Pumpendruck im ausgelegten Zustand halten zu können.
• Die DE 198 34 156 A1 schließlich beschreibt ebenfalls ein Parksperren-System für ein Automatgetriebe mit E-Schaltung, bei dem die Parksperrenklinke infolge Verschieben durch einen Federspeicher einrastet und durch hydraulischen Druck, der über den Öldruckkreislauf des Automatgetriebes bereitgestellt wird, bei gleichzeitiger Vorspannung des Federspeichers entriegelt wird. Zur Verhinderung eines ungewollten Einrastens der Parksperre bei abgeschaltetem Hydraulikdruck ist zusätzlich eine mechanische Kugelverriegelung der hydraulischen Parksperren-Betätigungseinrichtung vorgesehen. Die Kugel-Verriegelung wird über einen Elektromagneten in Verriegelungsposition gebracht und solange in Verriegelungsstellung gehalten, wie der Elektromagnet bestromt ist. Der solchermaßen wirkende Verriegelungsmechanismus benötigt gegenüber der sonst aufzubringenden Gegenkraft zum Federspeicher eine nur relativ geringe Betätigungskraft, die von dem Elektromagnet aufgebracht werden muß. Die Haltekraft der Kugel-Verriegelung, die ebenfalls von dem Elektromagneten aufgebracht werden muß, ist gering. Auslegungskriterium für den Elektromagneten sind also die erforderliche Anzugskraft zur Betätigung des Sperrmechanismusses, der Betätigungsweg und die erforderliche Haltkraft.
• Bei Ausfall der Druckversorgung, also beispielsweise bei Motorstillstand oder bei Ausfall des Druckkreislaufs des Automatgetriebes, kann bei den zuvor beschriebenen Parksperren-Systemen die dann eingelegte Parksperre ohne eine auf die Sperreinrichtung wirkende Notentriegelung nicht mehr gelöst werden. Es sind zahlreiche Notentriegelungs-Systeme bekannt geworden.
• Beispielsweise schlägt die DE 196 43 812 A1 ein Parksperren-System für eine E-Schaltung vor, bei dem die Stellung eines Federspeichers zum Betätigen der Parkklinke über ein vom elektronischen Getriebesteuergerät ansteuerbares Magnetventil bestimmt wird, wobei der Federspeicher mechanisch sowohl mit der Parkklinke als auch mit einer zusätzlichen mechanischen Notentriegelung verbunden ist.
• Als mechanische Notentriegelung für ein Parksperren-System einer E-Schaltung offenbart die DE 198 48 733 A1 einen Bowdenzug zwischen der Entriegelungseinrichtung der Parksperre und einer von außerhalb des Fahrzeugs zugänglichen Abschleppvorrichtung. Durch Betätigung dieser Abschleppvorrichtung wird die Parksperre entriegelt und bleibt so lange entriegelt, bis eine Arretierung an der Abschleppvorrichtung desaktiviert wird.
• Bei einer mechanischen Notentriegelung der Parksperre, die nur von außerhalb des Fahrgastraums zugänglich ist, beispielsweise im Motorraum oder an der Abschleppvorichtung des Fahrzeugs, wird zwar eine akustische Kopplung, beispielsweise durch einen Bowdenzug, vom Getriebe zum Innenraum hin vermieden, jedoch ist deren Bedienung eher umständlich. Außerdem kann der Fahrer ein bei der Betätigung der Notentriegelung versehentlich wegrollendes Fahrzeugs nicht unmittelbar anhalten. Eine vom Fahrgastraum aus zugängliche mechanische Notentriegelung der Parksperre wiederum hat die bekannten akustischen Nachteile der Körperschall-Kopplung des Getriebes zum Fahrzeug-Innenraum.
• Die DE 196 43 304 A1 beispielsweise beschreibt ein Parksperren-System einer E-Schaltung, bei der für die Notentriegelung der Parksperre aus ein zusätzlicher Federspeicher vorgesehen ist, dessen Energie über die Betätigung einer Fahrzeugbremse freisetzbar ist, sodaß die Parksperre entriegelt wird. Dabei kann die Wirkverbindung zwischen Fahrzeugbremse und Federspeicher mechanisch oder elektrische ausgeführt sein. Als mechanische Wirkverbindung wird ein Bowdenzug zwischen Bremspedal oder Handbremshebel und Federspeicher vorgeschlagen. Als elektrische Wirkverbindung wird ein Stromkreis mit Spannungsquelle, Schalter und Elektromotor oder Elektromagnet vorgeschlagen, wobei der Schalter über das Bremspedal oder den Handbremshebel betätigbar ist und der dann bestromte Elektromotor bzw. der Elektromagnet die Arretierung des Federspeichers löst.
• In der DE 198 34 074 A1 wird eine Vorrichtung zur Entriegelung einer Parksperre vorgeschlagen, bei der die Parksperre über einen Federspeicher einlegbar und über den Systemdruck des Getriebes auslegbar ist, und bei der bei Ausfall des Systemdrucks oder der Getriebesteuerung die Parksperre über eine – vorzugsweise durch den Handbremshe bel des Fahrzeugs – handbetätigbare Pumpe im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs entriegelt werden kann. Hierzu ist die Lösevorrichtung der Parksperre hydraulisch parallel an die Handpumpe und an die hydraulischen Getriebesteuerung angebunden, wobei zwischen diesen beiden Anbindungen ein Umschaltventil vorgesehen ist.
• Die DE 196 43 303 A1 beschreibt ein Parksperren-System einer E-Schaltung, bei der neben der normalen Löseeinrichtung der Parksperre für die Notentriegelung der Parksperre aus eingelegter Parkstellung ein zusätzlicher Federspeicher vorgesehen ist, dessen Energie über die Drehung des Zündschlüssels im Zündschloß des Kraftfahrzeugs freisetzbar ist, sodaß die Parksperre entriegelt wird. Das Zündschloß wirkt hierbei als mechanischer oder elektromagnetischer „keylock" für diesen Notentriegelungsfederspeicher.
• Wie bereits erwähnt, schägt die DE 41 27 991 C2 vor, einen zusätzlichen Überdruckspeicher mit Absperrventil vorzusehen, um die Parksperre zumindest in einem begrenzten Zeitraum bei stehendem Motor und damit fehlendem Pumpendruck im ausgelegten Zustand halten zu können.
• Die DE 10015781 A1 der Anmelderin zeigt ein Parksperren-System einer E-Schaltung mit einem Federspeicher zum Einlegen der Parksperre und mit einer druckgesteuerten Löseeinrichtung, bei dem die Löseeinrichtung beim Lösen der Parksperre mit einem getriebeunabhängigem Unterdruck beaufschlagt wird. Der Unterdruck kann dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs oder einem Unterdruck-Bremskraftverstärker des Kraftfahrzeugs entnommen werden. Durch einen Unterdruckspeicher kann in jedem Fall zumindest für eine bestimmte Zeit eine Notlauf fähigkeit des Parksperren-System sichergestellt werden, die Parksperre ist dann also auch bei Stillstand des Verbrennungsmotors ausgelegbar.
• Die DE 10015782 A1 der Anmelderin schließlich schlägt ein Parksperren-System einer E-Schaltung vor mit einem Federspeicher zum Einlegen der Parksperre und mit einer druckgesteuerten Löseeinrichtung, welche mit einem Elektromotor mechanisch gekoppelt ist. Im drucklosen Zustand des Systems ist die Parksperre also elektromotorisch ausgelegbar. Die hierzu benötigte elektrische Hilfsenergie ist getriebeunabhängig.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Parksperren-System für ein Kraftfahrzeug-Getriebe, welches eine elektrische Wirkverbindung zwischen Parksperre und deren Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs, einen Federspeicher zum Einlegen der Parksperre und eine elektro-hydraulische oder elektropneumatische Einrichtung zum Auslegen der Parksperre aufweist, dahingehend zu verbessern, daß ein Lösen der Parksperre bei stehendem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges und bei Ausfall der Druckversorgung des Getriebes möglich ist, ohne eine mechanische Notentriegelungseinrichtung der Parksperre, und im wesentlichen ohne zusätzliche Bauteile.
• Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch ein Parksperren-System mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik, weist ein nach der Erfindung ausgeführtes Parksperren-System eine durch eine Bedieneinrich tung betätigbare Parksperre zum Blockieren oder Freigeben des Getriebes auf, vorzugsweise eine Sperrklinke, welche aufgrund von Betätigungssignalen der Bedieneinrichtung in ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad ein- oder ausrastet. Die Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs und der Parksperre ist elektrisch ausgeführt. Das Parksperren-System weist einen Federspeicher zum Einlegen der Parksperre, eine druckgesteuerte Löseeinrichtung der Parksperre, eine Verriegelungseinrichtung zum Halten der Parksperre in ausgelegtem Zustand, sowie eine Notentriegelungs-Einrichtung der Parksperre auf.
• Erfindungsgemäß ist die Notentriegelungs-Einrichtung als eine „Autostart-Funktion" ausgebildet, die bei stehendem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs durch einen Schaltbefehl „P-N" der Bedieneinrichtung aktivierbar ist. Bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung wird nun ein Anlasser des Antriebsmotors kurz betätigt, so lange, bis die Parksperre druckgesteuert gelöst und über die Halteeinrichtung in ausgelegtem Zustand verriegelt ist. Anschließend bleibt die Parksperre so lange in ausgelegtem Zustand verriegelt, wie die Notentriegelungs-Einrichtung aktiviert ist.
• Durch die Betätigung des Anlassers wird also die Druckversorgung zur Betätigung der Parksperren-Löseeinrichtung sichergestellt. Vorzugsweise treibt der Anlasser dabei die Getriebeölpumpe an, die auch im Normalbetrieb die Druckversorgung des Parksperren-Systems sicherstellt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß eine Drehzahl von etwa 250 l/min ausreicht, um die Druckversorgung für die Löseeinrichtung der Parksperre sicherzustellen. In vorteilhafter Weise sind also weder eine zusätzliche Energiequelle noch zusätzliche Bautelemente erforderlich, um die Notentriegelung des Parksperren-Systems betätigen zu können.
• Der Anlasser kann konventionell als Elektromotor und Zusatzaggregat ausgebildet sein, aber auch als mit der Kurbelwelle des Antriebsmotor verbundene oder verbindbare kombinierte Motor/Generator-Einheit.
• Ist die Verriegelungseinrichtung zum Halten der Parksperre in ausgelegem Zustand beispielsweise – wie in der DE 198 34 156 A1 – als mechanische Kugelverriegelung mit einem Elektromagenten zum Halten der Kugelverriegelung in Verriegelungsstellung ausgebildet, so muß die aktivierte Notentriegelungs-Einrichtung die Spannungsversorgung des Elektromagneten sicherstellen, auch nach Abstellen des Anlassers. Dies kann beispielsweise direkt über das bereits vorhandene Getriebesteuergerät erfolgen, indem das Getriebesteuergerät über die aktivierte Notentriegelungs-Einrichtung – beispielsweise mit Zündstrom – bestromt und so der Haltemagnet über die bereits vorhandenen Steuerleitungen angesteuert wird. Die Spannungsversorgung des Elektromagneten kann aber auch über eine externe elektrische Leitung zu dem Haltemagneten, die bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung bestromt wird, realisiert sein.
• In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei aktiver Notentriegelungs-Einrichtung der Antriebsmotor kurz betätigt wird und sofort wieder abgestellt wird, wenn die Parksperre druckgesteuert gelöst und über die Halteeinrichtung in ausgelegtem Zustand verriegelt ist.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Notentriegelungs-Einrichtung über eine Sicherheitslogik gegen ein ungewolltes Aktivieren abzusichern. Hierzu können beispielsweise Signale vom Zündschloß, von der Bremse des Kraftfahrzeugs (insbesondere von einem Bremslichtschalter und/oder Bremsdrucksensor und/oder Handbremsschalter), von mindestens einem Sitzbelegungssensor, von mindestens einem Türkontakt, sowie von Raddrehzahlsensoren bzw. von mindestens einem Sensors zur Bestimmung einer der Fahrgeschwindigkeit äquivalenten Größe verarbeitet werden.
• Die erfindungsgemäße Notentriegelungs-Einrichtung kann sowohl in dem bereits vorhandenen elektronischen Getriebesteuergerät, in dem bereits vorhandenen elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors, als auch in der bereits vorhandenen elektrischen Bedieneinrichtung des Getriebes im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs integriert sein. Das erfindungsgemäße Parksperrensystem ist universell für Kraftfahrzeug-Getriebe verwendbar, insbesondere für Automatgetriebe und automatisierte Schaltgetriebe.

Claims (9)

1. Parksperren-System für Kraftfahrzeug-Getriebe, mit einer Parksperre zum Blockieren oder Freigeben des Getriebes aufgrund von Betätigungssignalen einer Bedieneinrichtung, indem insbesondere eine Sperrklinke in ein mit dem Abtrieb des Getriebes verbundenes Parksperrenrad ein- oder ausrastet, mit einer elektrischen Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs und der Parksperre, mit einem Federspeicher zum Einlegen der Parksperre, mit einer druckgesteuerten Löseeinrichtung der Parksperre und einer Halteeinrichtung zur Verriegelung der Parksperre in ausgelegtem Zustand, sowie mit einer Notentriegelungs-Einrichtung der Parksperre, dadurch gekennzeichnet, dass die Notentriegelungs-Einrichtung bei stehendem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs durch einen Schaltbefehl „P-N" der Bedieneinrichtung aktivierbar ist, dass bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung ein Anlasser des Antriebsmotors so lange betätigt wird, bis die Parksperre druckgesteuert gelöst und über die Halteeinrichtung in ausgelegtem Zustand verriegelt ist, wobei der Anlasser des Antriebsmotors bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung eine Getriebeölpumpe antreibt, welche die Druckversorgung der Löseeinrichtung der Parksperre bereitstellt, und dass die Parksperre so lange in ausgelegtem Zustand verriegelt bleibt, wie die Notentriegelungs-Einrichtung aktiviert ist.
2. Parksperren-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung der Antriebsmotor gestartet wird und wieder abstellt wird, wenn die Parksperre druckgesteuert gelöst und über die Halteeinrichtung in ausgelegtem Zustand verriegelt ist.
3. Parksperren-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Anlasser des Antriebsmotors bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung angetriebene Getriebeölpumpe auch im Normalbetrieb die Druckversorgung der Löseeinrichtung der Parksperre bereitstellt.
4. Parksperren-System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasser des Antriebsmotors bei aktivierter Notentriegelungs-Einrichtung bei einer erreichten Drehzahl von etwa 250 l/min wieder abgeschaltet wird.
5. Parksperren-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasser des Antriebsmotors als kombinierter Elektromotor/Generator ausgebildet ist.
6. Parksperren-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Notentriegelungs-Einrichtung eine Sicherheitsfunktion aufweist, die ein unbeabsichtiges Betätigen der Notentriegelungs-Einrichtung verhindert.
7. Parksperren-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsfunktion Signale von Zündschloß des Kraftfahrzeugs und/oder Fahrzeugbremse und/oder mindestens eines Sitzbelegungssensors und/oder mindestens eines Türkontaktes und/oder Raddrehzahlsensoren bzw. mindestens eines Sensors zur Bestimmung einer der Fahrzeuggeschwindigkeit äquivalenten Größe verarbeitet.
8. Parksperren-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Notentriegelungs-Einrichtung in ein elektronisches Getriebesteuergerät oder ein elektronisches Steuergerät des Antriebsmotors oder in die Bedieneinrichtung des Getriebes integriert ist.
9. Parksperren-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug-Getriebe ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe ist.