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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Parken und Starten eines Kraftfahrzeuges
mit einem Automatikgetriebe und einer formschlüssigen Parksperre gemäß den beiden
nebengeordneten Patentansprüchen
1 und 2.
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Aus
der
DE 198 31 733
A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug mit einem elektronisch
gesteuerten Automatikgetriebe, einer Parksperre und einer fremdkraftbetätigten Feststellbremse
bekannt. Dabei ist eine Einrichtung vorgesehen, die sowohl die Parksperre
als auch die fremdkraftbetätigte
Feststellbremse auf ihre einwandfreie Funktion hin überprüft und bei
einem Funktionsausfall des einen Systems das jeweils andere System
betätigt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine komfortable und ausfallsichere Parksperrenfunktionalität zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1 und dem unabhängigen Patentanspruch 2 gelöst.
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Der
Hauptanspruch 1 beziehen sich auf die Anwendung des übergeordneten
Verfahrens auf Fahrzeuge mit manuell betätigbarer Bedieneinrichtung
für die
Parksperre, wie beispielsweise einem Bereichswahlhebel oder Lenkstockschalthebel
mit Parkstellung P.
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Der
Hauptanspruch 2 bezieht sich hingegen auf die Anwendung des übergeordneten
Verfahrens auf Fahrzeuge mit einer Parksperre, die selbsttätig verriegelt,
wenn der Fahrer den Zündschlüssel abzieht
oder das Fahrzeug verlässt.
Dieses Verlassen des Fahrzeuges kann in einer logischen Verknüpfung beispielsweise
mit
- i) dem Türkontaktschalter und/oder
- ii) einer Zugangs- und Fahrberechtigung per Funk- und/oder Infrarotsignal
und im Erfassungsbereich im Innenraum und aus der Ferne
festgestellt
werden. Ein solches unter ii) genanntes System wird bei Mercedes-Benz
unter der Bezeichnung KEYLESS-GO angeboten. Bei einem solchem KEYLESS-GO-System
kann demzufolge in direkter Folge der Betätigung des Türkontaktschalters
die Parksperre eingelegt wird. Hingegen kann das Verriegeln der
Parksperre beim Verlassen des Fahrzeuges als Key-P-Funktion bezeichnet
werden. D.h. durch Key-P kann insbesondere in direkter Folge des Zündschlüsselabzuges
oder durch Öffnen
der Fahrzeugtür
die Funktionalität
zum Abstellen des Fahrzeuges mit eingelegter Parksperre durchgeführt werden.
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Erfindungsgemäß kann insbesondere
am Hang/im Gefälle
der Antriebsstrang zusätzlich
an den Fahrzeugrädern
mit einer Feststellbremse stufenlos reibschlüssig blockiert werden, um eine
Verspannung des Antriebsstranges am Hang/im Gefälle zu verhindern.
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Erfindungsgemäß ist dazu
ein elektrisches oder optoelektronisches shift-by-wire-System zum Schalten
des Automatikgetriebes vorgesehen, bei welchem der Wunsch zum Einlegen
der Parksperre durch die Betätigung
eines Getriebebedienelementes – wie
beispielsweise einem Handschalthebel oder Lenkstockschalthebel – nicht
direkt durch das Stellglied am Automatikgetriebe umgesetzt wird.
Stattdessen wird zunächst
eine reibschlüssige
Radbremse betätigt,
so dass das Fahrzeug über
diese Radbremse gehalten wird. Erst nach Rückmeldung eines Bremssteuergerätes der
Radbremse wird der Fahrerwunsch zum Einlegen der Parksperre auch
an der Parksperre selbst umgesetzt und die Parksperre formschlüssig verriegelt
bzw. in eine Position gebracht, von der aus eine Verriegelung zwangsläufig ist.
Die Radbremse kann dabei
- – sowohl eine selbsthemmend
festsetzbare Funktionalität
der Betriebsbremse
- – als
auch eine zusätzlich
zur Betriebsbremse vorhandene elektromechanische Feststellbremse
sein.
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Die
elektromechanische betätigte
Feststellbremse kann insbesondere als Trommelbremse ausgeführt sein.
Diese kann beispielsweise – wie
von manuell betätigten
Feststellbremsen bekannt – mit einem
Seilzug betätigt
werden. Im Gegensatz zu manuellen Feststellbremsen wird der Seilzug
jedoch elektromotorisch gezogen. Ebenso sind andere selbsthemmende
Stellsysteme – wie
beispielsweise elektromotorisch betriebene Schneckengetriebe, Kulissengetriebe
oder Stellgestänge – denkbar.
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Alternativ
kann erfindungsgemäß nach dem Fahrerwunsch
zum Einlegen der Parksperre auch in teilweise zeitlicher Überschneidung
mit dem Einlegen der formschlüssigen
Parksperre am Getriebe die Betriebsbremse betätigt werden. Bis zur Rückmeldung
eines Steuergerätes
der Feststellbremse wird das Fahrzeug dabei über die Betriebsbremse gehalten.
Dann wird die Feststellbremse eingelegt. Die Betriebsbremse kann
dabei beispielsweise ein elektrohydraulisches Bremssystem sein,
wie dieses unter der Handelsmarke SBC (TM) Einsatz in der Mercedes
SL-Klasse Anwendung findet.
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Beim
Lösen der
Parksperre beispielsweise nach dem Parken des Kraftfahrzeuges kann
ebenfalls das Betriebsbremssystem mit der Feststellbremse zusammenspielen.
So kann grundsätzlich
aufeinander folgend
- a.) die Betriebsbremse
geschlossen
- b.) die Parksperre gelöst,
- c.) die Feststellbremse geöffnet
und
- d.) die Betriebsbremse geöffnet
werden,
wobei zur Verfahrensdauerverkürzung Überschneidungen
zwischen den Verfahrensschritten a.) bis d.) möglich sind. Dies ist daher
möglich,
da bei den Verfahrensschritten a.), b.), d.) reibschlüssigen Kupplungen
geöffnet
bzw. geschlossen werden, so dass diese Verfahrensschritte stufenlos
durchgeführt
werden können,
während
das Lösen
der formschlüssigen
Parksperre ebenfalls über
einen Zeitraum erfolgt, in dem es jedoch einen Zeitpunkt gibt, in
dem die Parksperre vom verriegelten in den gelösten Zustand überführt wird.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird beim Einlegen der Parksperre ein geringfügiges Rückwärts- bzw. Vorwärtsrollen
des Fahrzeuges am Hang bzw. im Gefälle sicher ausgeschlossen,
da beim Verriegeln der Parksperre nicht mehr
- – die Zahnteilung
bzw.
- – das
Zahnspiel an der Parksperre
maßgeblich am Festsetzen des
Kraftfahrzeuges beteiligt sind. Ferner werden die Elastizitäten zwischen den
Fahrzeugrädern
und der Parksperre und das Übersetzungsverhältnis am
Hinterachsgetriebe aus dem Spannungsfluss genommen, da die Hangabtriebskräfte unmittelbar
an den Fahrzeugrädern
bzw. der Radbremse abgestützt
werden. Der Antriebsstrang zwischen der formschlüssig verriegelbaren Parksperre
und den Kontaktflächen
der Räder
auf der Fahrbahn kann sich damit nicht infolge des Fahrzeuggewichtes
verspannen. Infolgedessen kann es in besonders vorteilhafter Weise
nicht zu einem Fahrzeugruckeln beim Rollen in die formschlüssige Verriegelung
der Parksperre kommen.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
davon abhängig
gemacht werden, ob sich das Fahrzeug überhaupt in einem Gefälle oder
am Hang befindet. Dies kann beispielsweise mit einem Neigungsschalter
als Signalgeber erfolgen. Damit wird dem Rechnung getragen, dass
in der Regel kein Auslegeschlag auftritt, wenn sich das Fahrzeug
auf ebenen Untergrund befindet und somit nicht selbstständig rollen
bzw. im Antriebstrang verspannten kann. So wird auch für einen
sehr sportlichen Fahrer, der im Extremfall praktisch zeitgleich
mit der Herausnahme der Parksperrenbedieneinheit aus der P-Stellung schnell
anfährt,
gewährleistet,
dass es in der Ebene nicht zu einem Zeitverzug infolge der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kommt. Damit wird den Anforderungen an die Agilität Rechnung
getragen. Der Neigungsschalter kann derart ausgeführt sein,
dass erst ein Steigungsschwellwert überschritten sein muss, bevor
er ein Signal zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens
gibt. Dieser Schwellwert kann unter 10% und insbesondere unter 5%
liegen. Dabei hängt
die Höhe
des Schwellwertes des jeweiligen Fahrzeuges insbesondere davon ab, wann
das Fahrzeug zu rollen beginnt. Dieser Zeitpunkt, wann das Fahrzeug
zu rollen beginnt, hängt insbesondere
von der Art des Antriebsstranges ab. Nur beispielsweise sind hier
- – der
Heckantrieb mit front-längs
eingebauten Antriebsmotor,
- – der
Front-quer-Antrieb,
- – der
Front-längs-Antrieb
und
- – ein
Allradantrieb
genannt. Anstelle eines Neigungssensors
kann auch ein Signal generiert werden, dass die Neigung des Kraftfahrzeuges
implizit widerspiegelt. Ein solches Signal kann beispielsweise beim
Rollen des Fahrzeuges in der Neutralstellung N generiert werden.
Alternativ oder zusätzlich
kann bei Fahrzeugen, die mit Satellitennavigation ausgestattet sind,
ein Abgleich mit einer im Fahrzeug gespeicherten topographischen
Karte durchgeführt
werden, die angibt, ob sich das Fahrzeug augenblicklich - – auf
einer Ebenen,
- – in
einem Gefälle
oder
- – am
Hang
befindet.
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Anstelle
eines Neigungsschalters mit digitaler Information kann auch ein
Neigungsschalter mit mehreren Schalterstellungen oder sogar ein
diskretes Bauelement mit stufenloser Signalabgabe vorgesehen sein.
In diesem Fall kann
- – die Höhe des Bremsdruckes an der
hilfskraftbetätigten
Betriebsbremse,
- – die
Höhe des
Bremsdruckes an der elektrisch betätigten Feststellbremse oder
- – die Überschneidungsbreite
einer Überschneidung
der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens abhängig von
- – dem
Winkel der Steigung oder
- – davon,
ob das Fahrzeug überhaupt
im Gefälle oder
am Hang steht,
gemacht werden.
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Erfindungsgemäß ist für das Lösen der
Parksperre zumindest am Hang bzw. im Gefälle verfahrensmäßig vorgesehen,
zuerst die formschlüssige Parksperre
zu öffnen,
bevor die Betriebsbremse bzw. die Feststellbremse vollständig gelöst ist.
Damit wird sichergestellt, dass es nicht zu einem Parksperrenauslegeschlag
kommt.
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In
besonders vorteilhafter Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
die Parksperre entlastet, da diese nicht mehr unter Verspannung steht
bzw. unter Verspannung geöffnet
wird.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren
mit verschiedenen Parksperrenstrategien gekoppelt werden.
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So
kann eine „Auto-P"-Funktionalität gewährleistet
werden, bei der keine Getriebebedieneinrichtung – wie beispielsweise ein Mittelkonsolenbereichswahlhebel
oder ein Lenkstockschalthebel – vorgesehen
ist. Die formschlüssige
Parksperre verriegelt dabei nach dem Festbremsen der Fahrzeugräder, ohne
dass der Fahrer willkürlich
eine P-Stellung
vorgibt.
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Gemäß Patentanspruch
8 wird die Betriebsbremse mittels einer Haltekraft im geschlossen
Zustand gehalten, die geringer ist als die an der Betriebsbremse
wirksame Kraft. Diese wirksame Kraft lässt sich aus an der Bremskolbenfläche wirkenden Druck
herleiten. So kann beispielsweise ein Druckspeicher vorgesehen sein,
der mit einer geringen Haltkraft für ein Ventil einen relativ
großen
Druck einsperrt. Ein Ausfall der Haltekraft stellt dabei kein sicherheitstechnisches
Problem dar, da stets die formschlüssig verriegelte Parksperre
als Rückfallebene das
Fahrzeug sichert.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann das Verfahren in Abhängigkeit
von der Außentemperatur durchgeführt werden.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verfahren nicht
durchgeführt wird,
wenn die Außentemperatur
unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegt.
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Es
kann erfindungsgemäß ein Verfahrensschritt
vorgesehen sein, dass die Feststellbremse bei lang anhaltendem Parken
gelöst
wird, wenn die Außentemperatur
unter den Gefrierpunkt von Wasser fällt.
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Ferner
kann das erfindungsgemäße Verfahren
beladungsabhängig
durchgeführt
werden, da der erfindungsgemäß verhinderte
Parksperrenauslegeschlag nicht nur von der Neigung des Fahrzeuges, sondern
auch von dem Gewicht der Beladung abhängig ist.
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Gemäß Patentanspruch
13 kann über
einen langen Abstellzeitraum von beispielsweise mehreren Tagen die
Feststellbremse bzw. Betriebsbremse wieder geöffnet werden.
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Es
zeigen
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1 einen
Kraftfahrzeugantriebsstrang,
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2 einen
zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 1 insbesondere
zum Abstellen und Parken des Kraftfahrzeuges,
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3a analog
zu 2 einen zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen
des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 4 insbesondere
zum Abstellen und Parken des Kraftfahrzeuges,
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3b den
Ablauf bei der Freigabe des Kraftfahrzeugantriebsstrangs gemäß 4 und
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4 einen
weiteren Kraftfahrzeugantriebsstrang zu den zuvor erläuterten
funktionellen Abläufen.
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1 zeigt
einen Kraftfahrzeugantriebsstrang. Ein Automatikgetriebe 10 ist
an seinem vorderen Ende mit einem Antriebsmotor 1 verbunden. Das
Automatikgetriebe 10 verfügt über eine Getriebeausgangswelle 12,
welche mittels eines Abtriebsflansches 13 mit einer Antriebswelle 99 verbunden ist,
die über
ein Hinterachsgetriebe 98 mit einem Differential zwei Radantriebshalbwellen 97 mit
Fahrzeugrädern 96 antreibt.
Eine von dem Antriebsmotor 1 abgegebene Drehzahl und ein
Drehmoment können vom
Automatikgetriebe 10 gewandelt und mittels der Getriebeausgangswelle 12,
dem Abtriebsflansch 13 und der Antriebswelle 99 an
die Fahrzeugräder 96 geleitet
werden.
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Das
Automatikgetriebe 10 verfügt über eine formschlüssige Parksperre 95.
Beim Einlegen der Parksperre 95 wird die Getriebeausgangswelle 12 verdrehfest
mit einem Getriebegehäuse 14 des
Automatikgetriebes 10 verbunden. Im Detail umfasst die Parksperre 95 ein
außenverzahntes
Parksperrenrad 94, welches innerhalb des Getriebegehäuses 14 drehfest
mit der Getriebeausgangswelle 12 verbunden ist. Eine Parksperrenklinke 93 ist
um eine Achse 92 schwenkbar, die parallel versetzt zur
Getriebeausgangwelle 12 liegt. Die Parksperrenklinke 93 wird
dabei mittels einer Aktorik 91 innerhalb einer hydraulischen
Getriebesteuerplatte 89 oder alternativ ein am oder im
Getriebegehäuse 14 montiertes
Fahrbereichswahlstellglied 16 betätigt. Wird ein Klinkenzahn 90 der
Parksperrenklinke 93 in eine Zahnlücke des Parksperrenrades 94 eingeschwenkt,
so stützt
sich die Getriebeausgangswelle 12 über das Parksperrenrad 94,
die Parksperrenklinke 93 gegenüber dem Getriebegehäuse 14 ab.
Das Kraftfahrzeug ist somit formschlüssig gegen Wegrollen gesichert,
wobei eine Anschrägung
an der Verzahnungspaarung zwischen Parksperrenrad 94 und
Parksperrenklinke 93 dafür sorgt, dass diese formschlüssige Verbindung
auch bei hochgradig verspanntem Antriebsstrang – beispielsweise beim Parken
im Gefälle – lösbar ist.
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Die
Parksperre 95 ist dabei derart ausgeführt, dass diese beim Verriegelungsversuch
vorbelastbar ist. Dies kann beispielsweise mit elastischen Kraftspeichern – wie Federn – erfolgen.
Damit ist für den
Fall, dass die formschlüssige
Parksperre 95 beim Verriegelungsversuch Zahn auf Zahn steht,
gewährleistet,
dass die Parksperre 95 zwangsläufig verriegelt, wenn sich
die Getriebeausgangswelle 12 dreht bzw. wenn das Fahrzeug
beginnt, zu rollen.
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Am
Automatikgetriebe 10 werden durch ein Verdrehen einer Wählwelle 15 verschiedene
Fahrbereiche ausgewählt.
Das Automatikgetriebe 10 verfügt mindestens über die
wählbaren
Bereiche Parken, Rückwärtsfahrt,
Neutral und Vorwärtsfahrt.
Ferner können
die Vorwärtsgänge und
die Rückwärtsgänge auch
einzeln elektronisch angesteuert werden, so dass der Fahrer willkürlich das Übersetzungsverhältnis im
Automatikgetriebe wählen kann,
sofern zulässige
minimale und maximale Antriebsmotordrehzahlen eingehalten werden.
Durch die Auswahl des Bereichs Parken an einer Wählwelle 15 des Automatikgetriebes 10 wird
die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 1 und den Antriebsrädern 96 unterbrochen
und das Kraftfahrzeug wird mittels der Parksperre 95 gegen
Wegrollen gesichert. Um das Kraftfahrzeug rückwärts zu fahren, muss der Fahrbereich Rückwärtsfahrt
ausgewählt
sein. Um das Kraftfahrzeug hingegen vorwärts zu fahren, muss der Fahrbereich
Vorwärtsfahrt
ausgewählt
sein. Im Fahrbereich Neutral ist die genannte Verbindung unterbrochen, die
Parksperre 95 ist aber nicht eingelegt und das Kraftfahrzeug
lässt sich
schieben oder abschleppen.
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Die
Wählwelle 15 wird
von dem Fahrbereichswahlstellglied 16, welches außen am Getriebegehäuse 14 des
Automatikgetriebes 10 angebracht ist, gedreht. Das Fahrbereichswahlstellglied 16 verfügt über einen
nicht dargestellten Elektromotor der mittels geeigneter mechanischer
Komponenten an die Wählwelle 15 angekoppelt
ist. Am Fahrbereichswahlstellglied 16 ist ein Sensor 17 angebracht,
welcher die eingestellte Position der Wählwelle 15 erfasst
und mittels einer Signalleitung 18 an das besagte shift-by-wire-Steuergerät 19 weiterleitet.
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Das
shift-by-wire-Steuergerät 19 erzeugt Steuersignale
für das
Fahrbereichswahlstellglied 16, welche mittels einer Signalleitung 20 an
das Fahrbereichswahlstellglied 16 übertragen werden. Auf Grund
dieser Steuersignale dreht das Fahrbereichswahlstellglied 16 die
Wählwelle 15 in
eine gewünschte
Drehwinkelstellung bzw. Position. Das Fahrbereichswahlstellglied 16 meldet
seine aktuelle Stellung mittels der Signalleitung 20 an
das shift-by-wire-Steuergerät 19 zurück. Das
shift-by-wire-Steuergerät 19 ist
mittels einer Signalleitung 21 mit einer Steuerungseinrichtung 24 einer
Fahrstufenwähleinrichtung 22 verbunden.
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Die
Fahrstufenwähleinrichtung 22 verfügt über einen
Bedienhebel 23, welcher in Längsrichtung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 durch
Verschieben bzw. Verschwenken in verschiedene Stellungen gebracht
werden kann. Die Fahrstufenwähleinrichtung 22 weist
eine Parkstellung P, eine Rückwärtsfahrstellungen
R, eine Neutralstellung N und eine Vorwärtsstellung D auf. Diese Stellungen
P, R, N, D der Fahrstufenwähleinrichtung 22 entsprechen
korrespondierenden Drehwinkelstellungen der Wählwelle 15. Zusätzlich verfügt die Fahrstufenwähleinrichtung 22 ausgehend
von der Stellung D über
zwei instabile Stellungen +, –,
welche senkrecht zur sonstigen Bewegungsrichtung des Bedienhebels 23 angeordnet sind
und sich bezüglich
der genannten Bewegungsrichtung gegenüber liegen. Mit diesen instabilen
Stellungen +, – kann
ein Fahrzeugführer
Gänge bzw. Übersetzungsverhältnisse
am Automatikgetriebe 10 unmittelbar wählen oder zumindest die Hochschaltung
auf einen bestimmten Gang begrenzen. Der Bedienhebel 23 ist
in der Stellung D der Fahrstufenwähleinrichtung 22 dargestellt.
Die Fahrstufenwähleinrichtung 22 verfügt über nicht
dargestellte Sensoren zur Erfassung der aktuellen Stellung des Bedienhebels 23,
welche von der Steuerungseinrichtung 24 mittels der Signalleitung 21 an
das shift-by-wire-Steuergerät 19 gesendet
wird. Die Steuerungseinrichtung 24 weist Mittel zur Überwachung
der korrekten Funktion der Fahrstufenwähleinrichtung 22 auf. Wird
eine nicht korrekte Funktion erkannt, so wird ein Fehlersignal erzeugt
und an das shift-by-wire-Steuergerät 19 gesandt.
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Das
shift-by-wire-Steuergerät 19 ist
mittels einer Signalleitung 25 mit einer Steuerungseinrichtung 26 verbunden.
Das shift-by-wire-Steuergerät 19 sendet
zumindest
- – die
aktuelle Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22,
- – ein
etwaiges Fehlersignal der Fahrstufenwähleinrichtung 22,
- – die
Stellung des Fahrbereichswahlstellglieds 16 und
- – die
Position der Wählwelle 15
an
die Getriebesteuerungseinrichtung 26. Diese Getriebesteuerungseinrichtung 26 erzeugt
u. a. in Abhängigkeit
von der Antriebsmotordrehzahl und einer Leistungsanforderung des
Fahrzeugführers
Stellsignale für
nicht dargestellte elektromagnetische Hydraulikventile in der Getriebesteuerplatte 89 des
Automatikgetriebes 10, welche mittels einer Signalleitung 27 an
die entsprechenden elektromagnetischen Hydraulikventile gesandt
werden. Nicht dargestellte Sensoren des Automatikgetriebes 10 senden über die
Signalleitung 27 Informationen über den Zustand des Automatikgetriebes 10.
Der Sensor 86 sendet über
die Signalleitung 85 die Drehzahl die Drehrichtung der
Getriebeausgangswelle 12 an die Getriebesteuerungseinrichtung 26.
Anhand der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 12 bestimmt
die Getriebesteuerungseinrichtung 26 eine Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs. Diese Geschwindigkeit und die Drehrichtung der
Getriebeausgangswelle 12 wird mittels der Signalleitung 25 an
das shift-by-wire-Steuergerät 19 gesandt.
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Das
shift-by-wire-Steuergerät 19 wertet
die aktuelle Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 im
Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der
Drehrichtung der Getriebeausgangswelle 12 aus. Wenn die
Geschwindigkeit und die Drehrichtung mit der aktuellen Stellung
der Fahrstufenwähleinrichtung 22 vereinbar
sind, erzeugt das shift-by-wire-Steuergerät 19 auf
Grund der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 Steuersignale
und sendet diese an das Fahrbereichswahlstellglied 16,
welches die Wählwelle 15 in die
der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 entsprechende
Position dreht. Beispielsweise kann der Fahrbereich Parken ausgewählt und
damit die Parksperre 95 nur unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle
eingelegt werden. Falls die Geschwindigkeit und die Drehrichtung
mit der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 nicht
vereinbar sind, wird die Wählwelle 15 nicht
gedreht, womit der bisherige Fahrbereich ausgewählt bleibt, und solange gewartet,
bis eine zulässige
Geschwindigkeit und/oder Drehrichtung erreicht ist.
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Es
ist eine Anlasserbedieneinrichtung in Ausgestaltung eines Zündschlosses 28 vorgesehen, welches
mit einem in das Zündschloss 28 eingesteckten
Zündschlüssel 29 betätigbar ist.
Durch Drehen des Zündschlüssels 29 kann
das Zündschloss 28 in
verschiedene Positionen gebracht werden. Das Zündschloss 28 weist
einen Schalter oder Sensor 87 auf, der die zwei Zustände „Zündschlüssel eingesteckt" und „Zündschlüssel abgezogen" ermitteln kann.
Der jeweilige Zustand dieses Schalters bzw. Sensors 87 wird über die
Signalleitung 88 an das shift-by-wire-Steuergerät 19 weitergegeben.
Im dem Fall, dass der Zündschlüssel 29 abgezogen
ist, oder alternativ die Fahrstufenwähleinrichtung 22 in
der Parksperrenstellung P steht und zusätzlich zu einer dieser beiden
Bedingungen eine Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 3 km/h
unterschritten wird, wird dies vom shift-by-wire-Steuergerät 19 erfasst und
ein Signal erzeugt, dass der Fahrzeugführer eine Verriegelung der
Parksperre 95 wünscht.
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Das
Fahrzeug weist eine Betriebsbremse 5 auf. Bei dieser betätigt der
Fahrzeugführer
ein Fußbremspedal 84 und
gibt somit über
einen Hydraulikzylinder 83 einen Hydraulikdruck über eine
SBC-Hydraulik-Einheit 82 mit Steuergerät und eine Hydraulikleitung 81 an
Bremssättel 80 der
Fahrzeugräder 96 weiter,
so dass das Fahrzeug reibschlüssig
abgebremst wird. Diese SBC-Hydraulik-Einheit 82 kann ferner
einen Elektromotor M ansteuern, der eine Hydraulikpumpe 79 antreibt,
die bremskraftverstärkend einen
zusätzlichen
Druck an die Bremssättel
anlegt. Ferner ist die SBC-Hydraulik-Einheit 82 über die
Leitung 78 mit einem elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Magnetventil 77 verbunden,
an welches ein Druckspeicher 76 angeschlossen ist. Somit
ist ein Hydraulikdruck im Hydrauliksystem über ein durch die Lekageverluste
vorgegebenen Zeitraum speicherbar.
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2 zeigt
einen zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs
aus 1. Dabei legt der Fahrzeugführer an der Fahrstufenwähleinrichtung 22 gemäß Statusfeld 100 die
Parksperrenstellung P ein und gibt damit den Wunsch zum Einlegen
der Parksperre 95 an. Dieser Steuerungsbefehl wird von
der shift-by-wire-Steuergerät 19 nur
weitergeleitet, wenn die Fahrstufenwähleinrichtung 22 betätigt oder
alternativ der Zündschlüssel 29 abgezogen
wird und zusätzlich
zu einer dieser beiden Bedingungen eine Grenzgeschwindigkeit von
beispielsweise 3 km/h unterschritten wird. Ansonsten wird der Steuerungsbefehl
von der shift-by-wire-Steuergerät 19 so
lange zurückgehalten,
bis die Grenzgeschwindigkeit unterschritten ist. Infolge des freigegebenen
Steuerungsbefehls erhöht die
in 1 ersichtliche reibschlüssige Betriebesbremse 5 des
Kraftfahrzeugs innerhalb eines Zeitraumes 101 bis zum Zeitpunkt
X1 in einem ersten Verfahrensschritt selbsttätig zunehmend den Bremsdruck.
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Gemäß einem
Statusfeld 102 wird ab dem Zeitpunkt X1, zu dem der maximale
Bremsdruck erreicht wird, das Fahrzeug in der reibschlüssig festgebremsten
Stellung autark gehalten. Im Fall des Ausführungsbeispieles gemäß 1 ist
dafür der
Druckspeicher 76 vorgesehen. Ab Erreichen dieses Zeitpunktes X1
wird die Parksperrenklinke mittels der Aktorik um die Achse 92 geschwenkt,
so dass der Klinkenzahn 90 über einen Zeitraum 103 bis
zum Zeitpunk X2 in die Zahnlücke
des Parksperrenrades 94 einschwenkt. Nach dem Einschwenken
des Klinkenzahns 90 in die Zahnlücke ist der Antriebsstrang
des Fahrzeuges mittels der Parksperre 95 gemäß Statusfeld 104 blockiert
oder – bei
Zahn-auf-Zahn – zumindest
in einer Position, von der die Blockierung zwangsläufig folgt.
Das Fahrzeug ist bzw. gilt gemäß Feld 105 von
nun an in der Parkstellung verriegelt und kann ohne Belastung der
Batterie verlassen werden, da die Parksperrenverriegelung autark
bzw. selbsthaltend – d.h.
ohne zusätzliche
Hilfskraft – erfolgt.
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Um
das Fahrzeug aus diesem verriegelt geparktem Zustand komfortabel
zu befreien, legt der Fahrzeugführer
an dem Bedienhebel 23 der Fahrstufenwähleinrichtung 22 die
Stellung R, N, oder D ein. Über
das shift-by-wire-Steuergerät 19 erfolgt
der Befehl zum Ausschwenken der Parksperrenklinke an den Aktor.
Unmittelbar nach dem Erreichen der entriegelten Stellung öffnet der
hydraulische Speicher die Betriebsbremse. Somit kann die Parksperre
momentfrei ausgelegt werden, ohne dass dieser Vorgang akustisch
wahrnehmbar ist.
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Der
Druckspeicher 76 gemäß 1 ist
bei eingerückter
Parksperre 95 und abgestelltem Fahrzeug mittels des 2/2-Magnetventil 77 in
der die Betriebsbremse mit Druck beaufschlagenden Stellung gehalten.
Dabei kann das 2/2-Magnetventil 77 derart ausgestaltet
sein, dass es diese Stellung im bestromten Zustand aufweist, da
ein Ausfall bei defekter Batterie nicht zu einem sicherheitskritischen
Zustand führt,
da die formschlüssige
Parksperre 95 noch ein sicheres Halten des Fahrzeuges am
Hang gewährleistet.
Ferner verliert der Druckspeicher in dessen die Betriebsbremse 5 selbsttätig haltender
Stellung über
Leckageverluste langsam an Druck, so dass sich bei langen Stillstandzeiten
des Fahrzeuges am Hang der Teil des Antriebsstranges verspannten kann,
welcher der Parksperre folgt. Auch hier ist durch die formschlüssige Parksperre 95 noch
ein sicheres Halten des Fahrzeuges am Hang gewährleistet.
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3a zeigt
analog zu 2 einen zeitlichen funktionellen
Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 4.
Dieser Kraftfahrzeugantriebsstrang mit elektrohydraulischer Betriebsbremse
weist zusätzlich
noch eine hilfskraftbetätigte
Feststellbremse 408 auf. Dabei legt der Fahrzeugführer an
der Fahrstufenwähleinrichtung 22 gemäß Statusfeld 400 die
Parksperrenstellung P ein und gibt damit den Wunsch zum Einlegen
der Parksperre 95 an. Alternativ oder zusätzlich kann
der Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 gemäß einer
KEYLESS-GO-Funktion durch Betätigung
eines Türkontaktschalters 406 angegeben
werden. Es kann auch der Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 gemäß einer
KEYLESS-GO-Funktion
angegeben werden, indem der Fahrer zusammen mit seiner Fahrberechtigungskarte 407 das
Fahrzeug verlässt, wobei
das Vorhandensein der Fahrberechtigungskarte 407 per Funk-
und/oder Infrarotsignal im Erfassungsbereich im Innenraum und aus
der Ferne festgestellt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der
Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 gemäß einer
Key-P-Funktion in direkter Folge eines Zündschlüsselabzuges erfasst werden.
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In
jedem Fall wird dieser Steuerungsbefehl zum Einlegen der Parksperre 95 von
dem shift-by-wire-Steuergerät 19 nur
weitergeleitet, wenn eine Grenzgeschwindigkeit von beispiels weise
3 km/h unterschritten wird. Ansonsten wird der Steuerungsbefehl
von der shift-by-wire-Steuergerät 19 so
lange zurückgehalten,
bis die Grenzgeschwindigkeit unterschritten ist. Infolge des freigegebenen
Steuerungsbefehls erhöht
die in 4 ersichtliche elektrisch betätigbare Feststellbremse 5 des
Kraftfahrzeugs innerhalb eines Zeitraumes 401 bis zum Zeitpunkt
z1 in einem ersten Verfahrensschritt selbsttätig zunehmend den Bremsdruck.
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Gemäß einem
Statusfeld 402 wird ab dem Zeitpunkt z1, zu dem der maximale
Bremsdruck erreicht wird, das Fahrzeug in der reibschlüssig festgebremsten
Stellung autark gehalten. Ab Erreichen dieses Zeitpunktes z1 wird
die Parksperrenklinke mittels der Aktorik um die Achse 92 geschwenkt,
so dass der Klinkenzahn 90 über einen Zeitraum 403 bis
zum Zeitpunk z2 in die Zahnlücke
des Parksperrenrades 94 einschwenkt. Nach dem Einschwenken
des Klinkenzahns 90 in die Zahnlücke ist der Antriebsstrang des
Fahrzeuges mittels der Parksperre 95 gemäß Statusfeld 404 blockiert
oder – bei
Zahn-auf-Zahn – zumindest
in einer Position, von der die Blockierung zwangsläufig folgt.
Das Fahrzeug ist bzw. gilt gemäß Feld 405 von
nun an in der Parkstellung verriegelt und kann ohne Belastung der
Batterie verlassen werden, da die Parksperrenverriegelung autark
bzw. selbsthaltend – d.h.
ohne zusätzliche
Hilfskraft – erfolgt.
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3b zeigt
den Ablauf bei der Freigabe des Kraftfahrzeugantriebsstrangs bzw.
beim Lösen
einer Parksperre eines Kraftfahrzeugantriebsstranges mit elektrohydraulischer
Betriebsbremse das entsprechend 4 noch eine
hilfskraftbetätigte
Feststellbremse 408 aufweist.
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Zum
Lösen der
Parksperre wird grundsätzlich
in der folgenden Reihenfolge vorgegangen:
- a.)
die Betriebsbremse wird geschlossen,
- b.) die Parksperre 95 wird gelöst,
- c.) die elektrische Feststellbremse wird geöffnet
- d.) die Betriebsbremse wird geöffnet.
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Das
Fahrzeug wird gemäß Statusfeld 200 mit verriegelter
Parksperre 95 und eingerückter Feststellbremse gemäß dem Feld 201 bis
zum Zeitpunkt X3 geparkt. Mittels der Getriebebedieneinrichtung 22 wird
vom Fahrzeugführer
gemäß Statusfeld 202 der Wunsch
zum Bewegen des Fahrzeuges in R, N oder D angegeben. Demzufolge
wird über
die Zeitspanne 203 bis zum Zeitpunkt X4 die elektrohydraulische
Betriebsbremse geschlossen. Gemäß Statusfeld 204 wird
das Fahrzeug dann mittels der elektrohydraulischen Betriebsbremse
gehalten. Ab diesem Zeitpunkt, der ein ausreichend sicheres Halten
des Fahrzeuges gewährleistet,
wird die formschlüssige
Parksperre 95 über
den Zeitraum 205 bis zum Zeitpunkt X5 gelöst. Nach
dem Lösen
der Parksperre 95 wird die elektrische Feststellbremse über dem
Zeitraum 206 bis zum Zeitpunkt X6 geöffnet. Im Anschluss wird die
elektrohydraulische Betriebsbremse über dem Zeitraum 207 bis
zum Zeitpunkt X7 geöffnet.
Gemäß Statusfeld 208 ist
der Antriebsstrang zu diesem Zeitpunk X7 frei von Verspannungen,
so dass das Fahrzeug für
den folgenden Zeitraum 209 fahrbereit ist, ohne dass es
für den
Fahrer bzw. Fahrzeugführer
zu einer wahrnehmbaren Komforteinbuße beim Lösen der formschlüssigen Parksperre 95 kommt.
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Gemäß 4 ist
eine elektrisch betätigte Feststellbremse
vorgesehen, die eine Trommelbremse 75 in den Fahrzeugrädern 96 selbsthemmend festsetzt.
D.h. unabhängig
vom Hydrauliksystem der Betriebsbremse 5 kann der Fahrzeugführer willkürlich mittels
einer Feststellbremsenbedieneinheit 74 die Antriebsräder selbsthemmend
festsetzten. Die Feststellbremsenbedieneinheit 74 kann
dabei beispielsweise ein zusätzliches
Bremspedal im Fußraum
unter dem Armaturenbrett oder aber ein Handzughebel im Bereich der
Mittelkonsole sein. Die Bremsbacken 73 dieser elektrischen
Feststellbremse werden dabei über
ein Seilzugsystem von mindestens einem Elektromotor M2 mit selbsthemmenden Schneckengetriebe 72 betätigt. Neben
der willkürlichen
Betätigung
durch den Fahrzeugführer
ist noch die selbsttätige
Betätigung
durch das shift-by-wire-Steuergerät 19 möglich, wobei
letzteres dann gemäß Feld 201 in 3 ein Signal zum Bestromen des Elektromotors
M2 freigibt. Die Aktivierung der selbsthemmenden elektrischen Feststellbremse kann
dabei sowohl über
ein weiteres Steuergerät,
wie beispielsweise die SBC-Hydraulik-Einheit 82 als auch
direkt erfolgen.
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Die
Grenzgeschwindigkeit gemäß Statusfeld 100 kann
auch 0 km/h – d.h.
der Fahrzeugstillstand – sein.
In diesem Fall werden die Folgeschritte erst dann ausgeführt, wenn
die Grenzgeschwindigkeit erreicht wird.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auf die instabilen
Stellungen +, – verzichtet
werden.
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Die
Anlasserbedieneinrichtung muss nicht als Zündschloss ausgestaltet sein,
sondern kann beispielsweise auch als Schaltknopf – insbesondere
an einem Knauf am oberen Ende des Bedienhebels 23 – ausgeführt sein.
Ferner kann die Anlasserbedieneinrichtung virtuell in einem Menü auf einem Display ausgewählt werden.
Ferner kann die Anlasserbedieneinrichtung mittels Sprachsteuerung
ausgelöst
werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann auch bei automatisieren Schaltgetrieben – ASG bzw. AMT – Anwendung
finden. Bei diesen kann die Parksperre beispielsweise gemäß DE-GM
20118907 oder
DE 101
11 258 A1 ausgeführt
sein.
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Das
Automatikgetriebe kann als Planeten-Automatikgetriebe, als Toroidgetriebe,
als Umschlingungsgetriebe, als Doppelkupplungsgetriebe oder aber
als Hybridgetriebe ausgeführt
sein. Insbesondere kann das Automatikgetriebe als Geared-Neutral-Toroidgetriebe
ausgeführt
sein, wie dieses bereits aus der
EP 1 253 350 A2 bekannt ist. Ferner kann
das Automatikgetriebe insbesondere als stufenloses Hybridgetriebe
mit zwei Elektromotoren ausgeführt
sein, wie ein solches bereits in den nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen
DE 102004053044.0 und
DE 102004042007.6 dargestellt
ist.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen handelt
es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der
beschriebenen Merkmale für
unterschiedliche Ausführungsformen
ist ebenfalls möglich.
Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung
gehörenden
Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien
der Vorrichtungsteile zu entnehmen.