DE102005029567A1

DE102005029567A1 - Elektromechanische Parkbremse für automatisches oder automatisiertes Getriebe

Info

Publication number: DE102005029567A1
Application number: DE102005029567A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dr. Pollak; Klaus Dr. Küpper; Alexander Schweizer
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-25
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Ein automatisches Fahrzeuggetriebe mit mindestens den Betriebsstufen P, N, D und R enthält ein Getriebebediengerät und eine Parkbremse. Das Getriebebediengerät liefert in Abhängigkeit von einer vom Fahrer gewählten Automatikgetriebebetriebsstufe ein Signal zur Betätigung eines Getriebestellglieds. Die Parkbremse ist eine elektromechanische Parkbremse und empfängt Betätigungssignale von dem Getriebebediengerät.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parkbremse für ein automatisches oder automatisiertes Getriebe.
Es ist bekannt, automatische Kraftfahrzeuggetriebe, die verschiedene manuell vorwählbare Getriebestufen aufweisen, einschließlich einer Park- oder Neutralposition, mit einer Parksperre zu versehen. Die Parksperren dienen insbesondere zur Wegrollsicherung bei automatischen und automatisierten Getrieben.

Als Parksperre für Automatikgetriebe sind mechanische Parksperren oder Parkbremsen bekannt. Eine solche mechanische Parksperre ist in der DE 4422257 C1 beschrieben und ist derart gestaltet, dass sich die Parksperre nach Ausschalten der Zündung des Fahrzeugs von selbst einlegt und dazu keine Nachbestromungseinheit erforderlich ist. Dazu ist ein mechanisch betätigbarer Federspeicher vorgesehen, dessen Energie freigesetzt wird, wenn die Parksperre in der Betriebsstufe "P" (Parken) eingelegt wird.

Andererseits sind für Kraftfahrzeugbremsen elektromechanische Bremsen bekannt. Elektromechanische Bremsen weisen direkt in die Radbremsen integrierte Elektromotoren auf, die die Bremskraft direkt dort, wo sie gebraucht wird, erzeugen, d.h. am Rad. Bei diesen elektromechanischen Bremsen werden elektronisch gesteuert die Bremsbeläge durch Elektromotoren und Bewegungsgetriebe an die Bremsscheiben gepresst. Hydraulik oder Pneumatik zur Übertragung der Bremskraft kann entfallen. Im Folgenden wird unter elektromechanischer Parkbremse eine Bremse verstanden, die einen Aktor, insbesondere einen elektrisch angesteuerten Aktor enthält, welcher als Ausgangsleistung mechanische Bewegung bzw. andere Energie zum Einlegen der Bremse erzeugt. Gemeinsam ist dem Konzept der elektromechanischen Bremse, dass keine Übertragung der manuell aufgebrachten Bremsenergie hydraulisch oder pneumatisch erfolgt, wenngleich Hydraulik- oder Pneumatikspeicher dezentral, angesteuert durch den Aktor, zur Erzeugung der erforderlichen Bewegung vorgesehen sein können.

Die bekannten Systeme sind im Allgemeinen nicht mit der Position des Schaltwählhebels gekoppelt, mit dem die Betriebsstufen eines automatischen Fahrzeuggetriebes vom Fahrer gewählt werden, so dass sie in ähnlicher Weise wie Handbremsen oder Feststellbremsen bedient werden.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Parksperre für ein Automatikgetriebe vorzusehen, mit welcher der Bedienkomfort erhöht wird und die Wegrollsicherheit des Fahrzeugs verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit einem automatischen Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche angegeben.

So enthält ein erfindungsgemäßes automatisches Fahrzeuggetriebe, das mindestens die Betriebsstufen P, N, D und R aufweist, ein Getriebebediengerät, welches in Abhängigkeit von einer vom Fahrer gewählten Automatikgetriebebetriebsstufe ein Signal zur Betätigung eines Getriebestellglieds liefert, sowie eine Parkbremse, wobei die Parkbremse eine elektromechanische Parkbremse ist und Betätigungssignale von dem Getriebebediengerät empfängt.

Dadurch ist es möglich, dass die übliche "P"-Position von Automatikgetrieben beibehalten werden kann, ohne dass eine mechanische Parksperre eingelegt werden muss, was den Bedienkomfort für den Fahrer verbessert. Beim Anwählen mindestens einer bestimmten Funktion des Automatikgetriebes sendet das Getriebebediengerät ein Signal zum Schließen der Parkbremse, so dass das Fahrzeug in z.B. der "P"-Betriebsstufe automatisch gegen Wegrollen gesichert ist.

Bevorzugter Weise arretiert das Getriebebediengerät die Parkbremse, wenn die Betriebsstufe "P" gewählt ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform veranlasst das Getriebebediengerät in der Betriebsstufe "P" zusätzlich das Einlegen eines Ganges und das Schließen der Kupplung.

Vorteilhafter Weise veranlasst das Getriebebediengerät bei einer Betriebsposition, die nicht die Parkposition oder neutrale Position ist, und gleichzeitig stehendem Motor ein Arretieren der Parkbremse.

Vorteilhafter Weise enthält das automatische Fahrzeuggetriebe zusätzlich zu der elektromechanischen Parkbremse eine mechanische Parksperre.

Dabei wird bevorzugter Weise vom Getriebebediengerät die Parkbremse arretiert gehalten, wenn die Parksperre aus der arretierten Position gelöst wird.

Vorzugsweise wird die Parkbremse durch Anfahren des Fahrzeugs gelöst.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird zur Bedienung des Automatikgetriebes ein monostabiles Bedienelement vorgesehen, das in eine nicht aktive Ausgangsposition zurückkehrt, wobei gleichzeitig eine separate Anzeigevorrichtung für den Aktivierungszustand der Parkbremse und/oder der Parksperre vorgesehen ist.

Die beigefügte Figur zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Parkbremse gemäß der Erfindung, wobei nur für die Erfindung wesentliche Elemente dargestellt sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug, das jede Art von automatischen Getrieben sein kann, beispielsweise ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG), ein Parallelschaltgetriebe (PSG) oder ein elektrisches Schaltgetriebe (ESG). Diese Systeme werden als "XSG"-Systeme zusammengefasst.
In der beigefügten Figur ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Mittels eines Gaspedalsensors 42 wird die Position des Fahrpedals 44 erfasst und ein Motorsteuergerät 40 zugeführt. Neben dem Vortriebswunsch des Fahrers, der dem Motorsteuergerät 40 zugeleitet wird, werden dem Motorsteuergerät 40 auch Informationen eines Bremspedalsensors 46, der die Position des Bremspedals 48 erfasst sowie verschiedene Informationen, die mittels einer Bus-Leitung 60 mit einem Getriebebediengerät 26 ausgetauscht werden, zugeführt. Das Getriebebediengerät 26 seinerseits erhält Informationen über die Position eines Wählhebels 30 mittels Daten die durch einen Sensor 28 am Wählhebel erfasst werden. Das Getriebebediengerät 26 wirkt auf ein Getriebe 14 bzw. eine Kupplung 12 mittels zugehöriger Aktoren 22 und 24 ein. Ausgehend von dieser Information steuert das Motorsteuergerät 40 eine Motoreinheit 10, um entsprechend dem Fahrerwunsch, der durch die verschiedenen Parameter erfasst wird, beispielsweise den Gaspedalwinkel und die Position des Wählhebels 30, das Fahzeug anzutreiben.
Das Getriebebediengerät 26 wirkt zusätzlich auf Aktoren 36 ein, mittels derer an den Hinterrädern 20 und/oder den Vorderrädern 21 Bremsen betätigt werden. Beispielsweise können die Bremsen somit elektromechanische Bremsen sein. Die Position bzw. den Zustand der elektromechanischen Bremsen, die mittels der Aktoren 36 betätigt werden, wird in der dargestellten Ausführungsform an einer Anzeigevorrichtung 50 zurückgeliefert, mit Hilfe derer der Fahrer erkennen kann, ob die elektromechanische Bremse eingelegt ist oder nicht.
Die elektromechanische Bremse dient als Parkbremse für das automatisierte Getriebe. Somit kann eine mechanische Parksperre wegfallen, wodurch Aufwand und Kosten eingespart werden können. Außerdem bedingt eine mechanische Parksperre beim Auslegen, insbesondere wenn an Steigungen geparkt wird, einen Ruck, der manchmal als unangenehm empfunden wird.
Wenn die "P"-Funktion des Automatikgetriebes vom Fahrer angewählt wird, wird vom Getriebebediengerät 26 automatisch das Schließen der elektromechanischen Parkbremse veranlasst, so dass das Fahrzeug gegen Wegrollen gesichert ist und der Fahrer das Einlegen der Parksperre nicht vergessen kann. Die Betätigungssignale werden direkt vom Getriebebediengerät 26 in Abhängigkeit von der gewählten Betriebsstufe gesendet, so dass der Fahrer keine zusätzlichen Bediengeräte betätigen muss. Zusätzlich kann eine Redundanz der Wegrollsicherung dadurch erreicht werden, dass das Getriebebediengerät 26 beim Anwählen der "P"-Position veranlasst, dass ein Gang (bzw. bei Parallelschaltgetrieben auch zwei Gänge) eingelegt wird und die Kupplung (bzw. die Kupplungen) geschlossen wird. Eine solche redundante Sicherung kann beim Anlassen des Motors aufgehoben werden, indem beispielsweise die Betriebsbremse 48 des Fahrzeugs betätigt wird oder indem das Getriebebediengerät 26 in Abhängigkeit von dem Zündzustand des Fahrzeugs bzw. dem Schaltzustand eines Wählelements des Automatikgetriebes die redundante Sicherung aufhebt.
Statt einem automatischen Einlegen eines Gangs bzw. von Gängen jedesmal dann, wenn der Fahrer die "P"-Funktion des Fahrzeugs anwählt, kann das Getriebebediengerät 26 auch derart das Automatikgetriebe steuern, dass es nur dann das Fahrzeug durch Einlegen eines Gangs und Schließen der Kupplung bei stehendem Motor gegen Wegrollen sichert, wenn eine Störung der Parkbremse erfasst wird oder ein Notöffnungsvorgang durchgeführt werden soll, wobei eine Getriebeposition gewählt ist, die nicht die Parkposition oder Neutralposition ist. Beispielsweise könnte somit bei Stillstand des Motors und eingelegtem "D"- oder "R"-Schaltzustand eine entsprechende Sicherung des Fahrzeugs gegen Wegrollen mittels der elektromechanischen Parkbremse automatisch erfolgen.
Vorzugsweise wird das automatische Fahrzeuggetriebe mit der elektromechanischen Parkbremse durch eine zusätzliche mechanische Parksperre ergänzt. Diese Parksperre kann ebenfalls automatisch in Abhängigkeit von der gewählten Getriebeposition oder aber manuell bedient werden. Eine mechanische Parksperre, die z.B. getrennt bedient und angesteuert wird, wird insbesondere aus Komfortgründen durch die elektromechanische Parkbremse ergänzt, da der gewöhnlich entstehende Ruck beim Auslegen der mechanischen Parksperre bei einem Parken am Berg durch die eingelegte Parkbremse verhindert werden kann, die ein Wegrollen des Fahrzeugs verhindert. Die elektromechanische Parkbremse wird in diesem Fall erst gelöst, wenn die mechanische Parkbremse bereits gelöst ist, beispielsweise wenn das Getriebebediengerät 26 den Anfahrwunsch des Fahrers erfasst. Dies kann z.B. durch Betätigen des Gaspedals oder aber durch Wählen einer "D"- bzw. "R"-Position am Getriebebediengerät geschehen.
Um bei Schäden in der Aktorik bzw. der Betätigung der Wegrollsicherung eine Gefährdung zu vermeiden und ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass der Fahrer zuverlässig informiert ist, ob die Wegrollsicherung, insbesondere die Parkbremse aktiviert ist. Dabei soll das fälschliche Aktivieren der Wegrollsicherung einerseits verhindert werden und andererseits dafür gesorgt werden, dass dem Fahrer durch die Wahl der "P"-Position am Wählelement 30 und ein Verbleiben des Wählelements in dieser Position nicht fälschlicherweise suggeriert wird, die Wegrollsicherung in Form der elektromechanischen Parkbremse sei aktiviert. Dazu wird das Bedienelement, z.B. der Wählhebel 30 monostabil ausgeführt, was bedeutet, dass der Bedienhebel nicht in den gewählten Positionen bleibt sondern sich immer in eine nichtaktive Ausgangsposition zurückbewegt. Die Rückmeldung über die eingelegte Parksperre erfolgt dann über eine separate Anzeigevorrichtung 50, z.B. akustisch durch einen "Klick-Ton" oder durch eine Leuchtanzeige auf der Instrumententafel. Die Stellung des Bedienelements, beispielsweise des Wählhebels, sagt in diesem Fall nichts über die gewählte Betriebsstufe und die eingelegte Wegfahrsperre aus. Damit erfährt der Fahrer zuverlässig, ob die elektromechanische Parkbremse eingelegt ist.

10: Elektromotor
12: Kupplung
14: Getriebe
20: Hinerräder
21: Vorderräder
22: Aktor
24: Aktor
26: Getriebebediengerät
28: Sensor
30: Wählhebel
36: Aktor
40: Motorsteuergerät
42: Gaspedalsensor
44: Fahrpedal
46: Bremspedalsensor
48: Bremspedal
50: Anzeigevorrichtung
60: Bus-Leitung

Claims

Automatisches Fahrzeuggetriebe mit mindestens den Betriebsstufen „P", „N", „D" und „R", enthaltend ein Getriebebediengerät, welches in Abhängigkeit von einer vom Fahrer gewählten Automatikgetriebe-Betriebsstufe ein Signal zur Betätigung eines Getriebestellglieds liefert, und eine Parkbremse, wobei die Parkbremse eine über einen Aktor betätigte, insbesondere elektromechanische Parkbremse ist und Betätigungssignale von dem Getriebebediengerät empfängt.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebediengerät die Parkbremse arretiert, wenn die Bedienstufe „P" gewählt ist.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebediengerät in der Betriebsstufe „P" zusätzlich das Einlegen eines Ganges und das Schließen der Kupplung veranlasst.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebediengerät bei einer Betriebsposition, die nicht „P" oder „N" ist, und gleichzeitig stehendem Motor ein Arretieren der Parkbremse veranlasst.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter enthaltend eine mechanische Parksperre.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebebediengerät die arretierte Parkbremse arretiert hält, wenn die Parksperre aus der arretierten Position gelöst wird.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parkbremse durch Anfahren des Fahrzeugs gelöst wird.
Automatisches Fahrzeuggetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein monostabiles Bedienelement, das in eine nicht aktive Ausgangsposition zurückkehrt, und dass eine separate Anzeigevorrichtung für den Aktivierungszustand der Parkbremse und/oder der Parksperre vorgesehen ist.