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Die Erfindung betrifft eine elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, welche zumindest aus einer mechanischen Sperrvorrichtung, einem elektromechanischen Aktuator zur Betätigung der mechanischen Sperrvorrichtung und einer elektronischen Regelvorrichtung zur Steuerung oder Regelung des elektromechanischen Aktuators besteht.
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Derartige Parksperrenvorrichtungen sind in der Regel in die Fahrzeuggetriebe intergriert und/oder wirken, zumeist formschlüssig, direkt auf ein Bauteil der Fahrzeuggetriebe. Sie dienen in erster Linie dazu, ein Fahrzeug gegen ein ungewolltes Wegrollen, beispielsweise beim Halten oder Parkieren des Fahrzeugs an einer Steigung, abzusichern. Hierzu verfügt das Fahrzeug über eine Eingabevorrichtung mittels welcher von einem Fahrzeugbediener oder einer Bedienautomatik ein Befehl an die Parksperrenvorrichtung gesandt wird, um diese zu schließen oder zu öffnen. Dieser Befehl kann mechanisch oder elektrisch an die Parksperrenvorrichtung geleitet werden und bewirkt dort, dass der elektromechanische Aktuator die mechanische Sperrvorrichtung in einem Schließ- oder Öffnungssinne betätigt. Dann wenn die mechanische Sperrvorrichtung im Öffnungssinne betätigt wurde, befindet sich die Parksperrenvorrichtung in einem Geöffnet-Schaltzustand, in dem das Fahrzeug gegen Wegrollen ungesichert ist und dann wenn die mechanische Sperrvorrichtung im Schließsinne betätigt wurde, befindet sich die Parksperrenvorrichtung in einem Geschlossen-Schaltzustand, in dem das Fahrzeug gegen Wegrollen gesichert ist.
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Mechanische Sperrvorrichtungen für Parksperrenvorrichtungen für Fahrzeuggetriebe sind beispielsweise aus der
US 5685406 A oder der
DE 3537091 C1 bekannt.
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Elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtungen für Fahrzeuggetriebe sind beispielsweise aus der
DE 29923633 U1 , der
DE 10212038 A1 oder der
DE 10 2008 006 264 B3 bekannt. Diese haben gegenüber rein mechanisch betätigten Parksperrenvorrichtungen den Vorteil, dass sie für den Bediener beziehungsweise die Bedienautomatik unter geringerem Kraftaufwand bedienbar sind, da diese/r die zur Betätigung der Parksperrenvorrichtungen notwendige Kraft nicht selbst aufbringen muss. Des Weiteren kann die Eingabevorrichtung auf Grund der fehlenden mechanischen Verbindung zwischen der Eingabevorrichtung und der Parksperrenvorrichtung flexibler in dem Fahrzeug angeordnet sein und es findet eine akustische und mechanische Entkoppelung der Eingabevorrichtung von der Parksperrenvorrichtung statt.
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Die
DE 10 2008 006 264 B3 und die
DE 10212038 A1 offenbaren dabei Parksperrenvorrichtungen bei welchen ein bistabiles Element einen elektromechanischen Aktuator zur Betätigung einer mechanischen Sperrvorrichtung ansteuert beziehungsweise bei welchen das bistabiles Element eine Verbindung zwischen dem Aktuator und der mechanischen Sperrvorrichtung herstellt. Die
DE 10 2008 006 264 B3 offenbart zudem, dass ein Steuergerät oder eine elektronische Regelvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Parksperrenvorrichtung außerhalb des Fahrzeuggetriebes angeordnet sein kann, und die
DE 29923633 U1 offenbart, dass zwischen dem elektromechanischen Aktuator und der mechanischen Sperrvorrichtung ein ungleich übersetzendes Getriebe angeordnet sein kann.
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Diese im vorgenannten Stand der Technik offenbarten Parksperrenvorrichtungen haben den Nachteil, dass sie auf Grund der Vielzahl Ihrer Komponenten: elektromechanischer Aktuator, mechanische Sperrvorrichtung, elektronische Regelvorrichtung nur schwer und umständlich an das Fahrzeuggetriebe montierbar sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Parksperrenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfach an das Fahrzeuggetriebe montierbar ist.
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Diese Aufgabe wird von einer elektrisch betreibbaren Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe gelöst, welche zumindest aus einer mechanischen Sperrvorrichtung, einem elektromechanischen Aktuator zur Betätigung der mechanischen Sperrvorrichtung und einer elektronischen Regelvorrichtung zur Steuerung oder Regelung des elektromechanischen Aktuators besteht. Erfindungsgemäß sind hierbei der Aktuator und die Regelvorrichtung als eine gemeinsam an das Fahrzeuggetriebe montierbare Baugruppe ausgebildet.
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Somit kann eine Vormontage zumindest des Aktuators und der Regelvorrichtung zu einer gemeinsamen Baugruppe vor einer Montage derselben an das Fahrzeuggetriebe erfolgen. Durch Ausführung des Aktuator als elektromechanischen Aktuator braucht der Fahrzeugbediener oder die Bedienautomatik die zur Betätigung der Parksperrvorrichtung benötigte Kraft nicht selbst aufzubringen und zwischen der Bedienvorrichtung und der elektronischen Regelvorrichtung kann eine flexible Anordnung zur Datenübertragung, wie beispielsweise eine Kabel- oder Funkverbindung, zur Übertragung der Befehle der Bedienvorrichtung angeordnet sein, wodurch die Bedienvorrichtung flexibel in dem Fahrzeug angeordnet sein kann. Die Montage der zumindest aus Aktuator und Regelvorrichtung bestehenden Baugruppe an das Fahrzeuggetriebes kann an ein Inneres des Fahrzeuggetriebes oder an ein Äußeres des Fahrzeuggetriebes sein, beispielsweise innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses des Fahrzeuggetriebes.
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In einer ersten besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der elektromechanische Aktuator als Elektromotor ausgebildet, und die elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtung enthält einen Sensor zur Erfassung eines Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung, wobei der elektromechanische Aktuator, die Regelvorrichtung und der Sensor als eine gemeinsam an das Fahrzeuggetriebe montierbare Baugruppe ausgebildet sind. Hierdurch sind alle elektronischen und elektromechanischen Komponenten der Parksperrenvorrichtung in einer Baugruppe zusammengefasst, wodurch diese besonders einfach gemeinsam zur Montage an das Fahrzeuggetriebe vorbereitet, beispielsweise vormontiert, werden können und anschließend an das Fahrzeuggetriebe montierbar ist. Dabei können auch elektrische Verbindungen zwischen dem Sensor, der Regelvorrichtung und dem Aktuator in vorteilhafter Weise kurz gehalten werden und insbesondere günstig herstellbare Stanzgitter statt Kabelverbindungen verwendet werden. Der Sensor ist bevorzugt als kostengünstiger und verschleißarmer Hall-Positionssensor ausgebildet.
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In einer zweiten besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der elektromechanische Aktuator als bistabiles Stellglied ausgeführt, wobei die Regelvorrichtung dann derart ausgeführt ist, dass diese mittels des Aktuators, das heißt mittels des bistabilen Stellglieds, einen Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung sensieren kann. Hierdurch kann ein Sensor zur Erkennung des Schaltzustandes entfallen, wodurch diese Parksperrenvorrichtung robuster und kostengünstiger ist, als eine mit einem hierzu vorgesehenen Sensor ausgestattete Parksperrenvorrichtung.
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Ein derartiges bistabiles Stellglied verfügt bevorzugt zumindest über zwei elektrische Spulen zwischen welchen ein Anker angeordnet ist, der wiederum mit einer Schubstange fest verbunden oder in die Schubstange integriert ist. Diese Schubstange dient zur Betätigung der mechanischen Sperrvorrichtung im Schließ- oder Öffnungssinne und damit zur Änderung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung. Durch entsprechende elektrische Beschaltung der Spulen kann der Anker mitsamt der Schubstange auf Grund der elektromagnetischen Anziehung beziehungsweise Abstoßung zwischen Anker und Spulen entweder gegen einen Anschlag in Richtung der einen Spule oder gegen einen Anschlag in Richtung der anderen Spule, bevorzugt linear, bewegt werden, wobei die Schubstange so mit der mechanischen Sperrvorrichtung verbunden ist, dass die Parksperrenvorrichtung im Geöffnet-Schaltzustand ist, wenn sich die Schubstange oder der Anker im Bereich des einen Anschlags befindet und die Parksperrenvorrichtung im Geschlossen-Schaltzustand ist, wenn sich die Schubstange oder der Anker im Bereich des anderen Anschlags befindet. Das bistabile Stellglied verfügt somit über zwei Schaltpostionen, wobei es zur Aufrechterhaltung dieser Schaltpositionen nicht bestromt werden muss und der Energieverbrauch des Aktuators daher gering ist.
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Alternativ zu dem bistabilen Stellglied mit zwei Spulen kann eine der Spulen des bistabilen Stellglieds durch ein federndes Element, beispielsweise eine Spiralfeder, ersetzt werden, welches bei Bewegung des Ankers und der Schubstange durch die verbleibende Spule eine gegen die Bewegung gerichtete Kraft auf den Anker oder die Schubstange ausübt. Somit kann bei Bestromung der verbleibenden Spule der Anker und die Schubstange mittels elektromagnetischer Anziehung oder Abstoßung gegen die Kraft des federnden Elementes gegen einen Anschlag bewegt werden und nach Abschalten der Bestromung mittels des federnden Elementes wieder zurück in die Ausgangslagen gegen einen weiteren Anschlag bewegt werden.
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Durch die Position des Ankers im Bezug zu der Spule beziehungsweise zu den Spulen des bistabilen Elementes wird die Induktivität der Spule(n) geändert, da sich in Abhängigkeit der Position des Ankers mehr oder weniger magnetisch leitfähiges Material im Bereich der elektromagnetischen Felder der Spule(n) befindet. Die Reaktion der Spule(n) auf einen von der Regelvorrichtung erzeugten und in die Spule(n) geleiteten Spannungsimpulses ist von deren Induktivität und daher von der Position des Ankers im Bezug zu der Spule(n) abhängig. Somit ist der Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung über die Reaktion der Spule(n) auf den Spannungsimpulses sensierbar. Die Regelvorrichtung ist demzufolge bevorzugt derart ausgebildet, dass diese mittels des bistabilen Stellglieds einen Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung sensieren kann, wobei sie insbesondere derart ausgebildet ist, dass sie einen Spannungsimpuls auf zumindest eine der Spulen geben kann und anhand der Reaktion dieser Spule auf den Spannungsimpuls auf den Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung schließen kann. Die Reaktion der Spule(n) auf den Spannungsimpuls erkennt die Regelvorrichtung beispielsweise durch Auswertung des durch die Spule(n) fließenden Stromes über die Zeit oder der Differenzspannung zwischen beiden Spulen.
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Die gemeinsam in das Fahrzeuggetriebe montierbare und aus dem Aktuator, der Regelvorrichtung und gegebenenfalls aus dem Sensor bestehenden Baugruppe bildet daher eine intelligente Baugruppe, die selbst alle. nötigen Komponenten zur Regelung oder Steuerung des Aktuators sowie den Aktuator selbst aufweist, wodurch elektrische Verbindungen zu einer übergeordneten elektronischen Getriebesteuerung zur Regelung oder Steuerung des Fahrzeuggetriebes, beispielsweise zur Regelung der eingelegten Übersetzungsstufe des Getriebes, reduziert werden können.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält die elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtung eine Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung einer Translation in eine Rotation, beispielsweise ein Schnecken- oder Koppelgetriebe oder eine Bewegungsschraube, oder eine Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung einer Rotation in eine Translations, beispielsweise ein Schnecken- oder Koppelgetriebe oder eine Bewegungsschraube, über die der Aktuator mit der mechanischen Sperrvorrichtung verbunden ist. Insbesondere wenn der Aktuator als ein Elektromotor ausgebildet ist und die mechanischen Sperrvorrichtung eine translatorische Eingangsbewegung zur Änderung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung benötigt, ist die Umwandlungsvorrichtung ausgestaltet, um eine Translation in eine Rotation umzuwandeln, und insbesondere wenn der Aktuator als ein bistabiles Stellglied ausgebildet ist und die mechanische Sperrvorrichtung eine rotatorische Eingangsbewegung zur Änderung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung benötigt, ist die Umwandlungsvorrichtung ausgestaltet, um eine Rotation in eine Translation umzuwandeln. Dabei sind die Umwandlungsvorrichtung, der elektromechanische Aktuator, die Regelvorrichtung und, falls vorhanden, der Sensor als eine gemeinsam an das Fahrzeuggetriebe montierbare Baugruppe ausgebildet.
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Durch das Zusammenfügen der Umwandlungsvorrichtung mit den Aktuator und der Regelvorrichtung zu der Baugruppe vor Montage dieser an das Fahrzeuggetriebe kann der Aktuator an unterschiedlichste, in der Regel bereits in das Fahrzeuggetriebe integrierte, mechanische Sperrvorrichtungen angepasst werden. So kann beispielsweise eine Baugruppe mit einem bistabilen Stellglied als Aktuator sowohl einfach an ein Fahrzeuggetriebe mit einer mechanischen Sperrvorrichtung montiert werden, welche eine translatorische Eingangsbewegung zur Änderung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung benötigt, indem die Umwandlungsvorrichtung weggelassen wird, als auch einfach an ein Fahrzeuggetriebe mit einer mechanischen Sperrvorrichtung montiert werden, welche eine rotatorische Eingangsbewegung zur Änderung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung benötigt, indem die Umwandlungsvorrichtung zusammen mit der Baugruppe vormontiert wird.
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Um die Baugruppe zur Montage in das Fahrzeuggetriebe, bestehend aus dem Aktuator, der Regelvorrichtung und falls vorhanden dem Sensor und der Umwandlungsvorrichtung einfach handhabbar zu gestalten, sind diese bevorzugt in einem gemeinsamen ein- oder mehrteiligen Gehäuse angeordnet. Alternativ dazu können die Regelvorrichtung und falls vorhanden der Sensor und die Umwandlungsvorrichtung an einem ein oder mehrteiligen Gehäuse des Aktuators befestigt sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Regelvorrichtung zumindest aus einem mit einer elektronischen Getriebesteuerung des Fahrzeuggetriebes, beispielsweise einer elektronischen Getriebesteuerung zur Regelung der gewählten Übersetzungsstufe des Fahrzeuggetriebes, verbundenen Mikrocontroller und einer von dem Mikrocontroller angesteuerten Treiberstufe. Dabei ist die Verbindung zwischen der Getriebesteuerung des Fahrzeuggetriebes und dem Mikrocontroller drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann die Regelvorrichtung besonders platzsparend direkt an den Aktuator angefügt sein. Zudem wird der notwendige Informationsfluss, d. h. der Datenstrom, zwischen der Regelvorrichtung und der Getriebesteuerung auf ein Minimum reduziert, wodurch Vorrichtungen zur Kommunikation der Regelvorrichtung mit der Getriebesteuerung einfach ausgestaltet sein können und elektrische Verbindungsleitungen zwischen diesen größtenteils eingespart werden können, falls eine drahtgebundene Verbindung besteht, oder ganz entfallen können, falls eine drahtlose Verbindung besteht.
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Der Mikrocontroller empfängt die Befehle der Eingabevorrichtung über die Getriebesteuerung und wandelt diese in Ansteuersignale für die Treiberstufe um, welche wiederum den Aktuator entsprechend betreibt. In dem Mikrocontroller erfolgt zudem die Auswertung der Signale des Sensors zur Erkennung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung, falls der Sensor vorhanden ist, oder es erfolgt die oben beschriebene Sensierung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung anhand des bistabilen Stellgliedes, falls der Aktuator als ein solches ausgebildet ist. Der Mikrocontroller dient auch zur Regelung des Aktuators, indem der sensierte Schaltzustand der Parksperreneinrichtung oder die Signale weiterer Sensoren, beispielsweise Drehzahl- oder Temperatursensoren, zur Ansteuerung der Treiberstufe einbezogen wird.
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Die Treiberstufe besteht insbesondere aus Leistungshalbleitern, wie beispielsweise MOSFETs, und ist bevorzugt als H4- oder B6-Brückenschaltung ausgebildet, falls der Aktuator ein Elektromotor ist, oder als H4-Brückenschaltung ausgebildet, falls der Aktuator ein bistabiles Stellglied ist. Falls der Aktuator als Elektromotor ausgebildet ist, ist er insbesondere ein Synchronmotor, um zusammen mit der Steuervorrichtung und zumindest einem Rotorpositionssensor einen verschleißarmen und hochwirksamen bürstenlosen Gleichstrommotor, auch BLDC-Motor genannt, zu bilden. Alternativ dazu kann der Elektromotor auch als Asynchronmotor oder Reluktanzmotor ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt wird eine erfindungsgemäße elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtung in einem automatisierten Schalt- oder Doppelkupplungsgetriebe oder in einem Automatikgetriebe eines Personen- oder Nutzfahrzeugs verwendet, insbesondere mit einem zumindest temporären elektrischen Antrieb oder einem elektrisch unterstützten Antrieb.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen entnommen werden können. Die Figur zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
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1 eine elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe im Sinne der Erfindung;
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2 einen als bistabiles Stellglied ausgeführten elektromechanischen Aktuator für eine Parksperrenvorrichtung.
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Die elektrisch betreibbare Parksperrenvorrichtung aus 1 besteht im Wesentlichen aus einer mechanischen Sperrvorrichtung 1 zum mechanischen Ändern eines Schaltzustandes P, P der Parksperrenvorrichtung, einem elektromechanischen Aktuator 2 zur Betätigung der mechanischen Sperrvorrichtung 1 und eine an dem Aktuator 2 angeordnete elektronische Regelvorrichtung 3 zur Steuerung oder Regelung des Aktuators 2. Des Weiteren verfügt die abgebildete Sperrvorrichtung über einen Sensor 4 zu Erkennung des Schaltzustandes P, P der Parksperrenvorrichtung und eine Umwandlungsvorrichtung 5 zur Umwandlung einer Rotation in eine Translation.
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Die Regelvorrichtung 3 ist über eine erste elektrische Verbindung 6 mit einer elektrischen Energiequelle 7, in diesem Fall mit einer Fahrzeugbatterie, verbunden und über eine zweite elektrische Verbindung 8 mit einer Getriebesteuerung 9, mittels welcher die eingelegte Übersetzungsstufe des Fahrzeuggetriebes geregelt werden können. Die Getriebesteuerung 9 ist wiederum mit einer Eingabevorrichtung 10 verbunden, über welche ein Fahrzeugbediener Befehle an die Getriebesteuerung 9 selbst und über die Getriebesteuerung 9 an die Parksperrenvorrichtung geben kann. Insbesondere ist die Eingabevorrichtung 10 eine bekannte Vorrichtung für einen Fahrzeugbediener zur Steuerung eines automatischen Fahrzeuggetriebes und verfügt dementsprechend über einen Hebel, der zumindest in die Wählpositionen D, R und P bringbar ist.
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Bei einem Wechsel der Wählposition auf die Wählposition P geht dabei ein Befehl an die Parksperrenvorrichtung, ihren Schaltzustand von einem Geöffnet-Schaltzustand P zu einem Geschlossen-Schaltzustand P zu ändern wohingegen bei einem Wechsel der Wählposition P auf eine andere Wählpositionen ein weiterer Befehl an die Parksperrenvorrichtung geht, ihren Schaltzustand von dem Geschlossen-Schaltzustand P zu dem Geöffnet-Schaltzustand P zu ändern. Diese Befehle gelangen zuerst zu der Getriebesteuerung 9 und von dort aus über die zweite elektrische Verbindung 8 zu der elektronischen Regelvorrichtung 3 der Parksperrenvorrichtung, welche dementsprechend den Aktuator 2 ansteuert.
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In der in 1 gezeigten Ausgestaltung der Erfindung ist der Aktuator 2 als Elektromotor ausgeführt, wodurch eine durch den Aktuator 2 erzeugte Ausgangsbewegung rotatorisch ist. Diese rotatorische Bewegung wird in der Umwandlungsvorrichtung 5 in eine translatorische Eingangsbewegung der Schubstange 11 der mechanischen Sperrvorrichtung 1 umgewandelt. Die Schubstange 11 ist mit einem Ende eines elastischen Elementes 12, hier einer Spiraldruckfeder, verbunden, dessen anderes Ende wiederum mit einem Parksperrenkonus 13 verbunden ist. Der Parksperrenkonus 13 ist zwischen einem starren Führungselement 14, beispielsweise einem Leitblech und einer beweglichen Parksperrenklinke 15 geführt und bewirkt, dass die Parksperrenklinke 15, wie in 1 gezeigt, mit einem Parksperrenrad 16 formschlüssig in Verbindung gerät, wenn die Schubstange 11 in eine erste Position bewegt ist oder dass sich die Parksperrenklinke 15 von dem Parksperrenrad 16 lösen kann, wenn die Schubstange 11 in eine zweite Position bewegt ist. Die Verbindung der Schubstang 11 mit dem Parksperrenkonus 13 über das elastische Element 12 bewirkt, dass die Schubstange 11 auch bei einer Zahn-auf-Zahn-Stellung der Parksperrenklinke 15 mit dem Parksperrenrad 16 bewegbar ist, wodurch eine Überlastung des Aktuators 2 auf Grund einer Blockade der mechanischen Sperrvorrichtung bei Zahn-auf-Zahn-Stellungen verhindert werden können.
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Wenn sich die Schubstange 11 in der ersten Position befindet, ist der Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung, mit Ausnahme bei der Zahn-auf-Zahn-Stellung, der Geschlossen-Schaltzustand P und wenn sich die Schubstange 11 in der zweiten Position befindet, ist der Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung der Geöffnet-Schaltzustand P . Dementsprechend ist der Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung, mit Ausnahme bei der Zahn-auf-Zahn-Stellung, der Geöffnet-Schaltzustand P , wenn die Parksperrenklinke 15 von dem Parksperrenrad 16 gelöst ist und der Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung der Geschlossen-Schaltzustand P, wenn die Parksperrenklinke 15 mit dem Parksperrenrad 16 formschlüssig verbunden ist. Die Ausnahme bildet die genannte Zahn-auf-Zahn-Stellung, da es hierbei kurzzeitig vorkommen kann, dass sich die Schubstange 11 bereits in der ersten Position befindet, jedoch noch kein Formschluss zwischen der Parksperrenklinke 15 und dem Parksperrenrad 16 vorliegt. In diesem Fall kann jedoch von einem Geschlossen-Schaltzustand P der Parksperrenvorrichtung ausgegangen werden, da der Parksperrenkonus 13 dann von dem elastischen Element 12 vorgespannt ist und der Formschluss zwischen Parksperrenklinke 15 und Parksperrenrad 16 bei geringen Bewegungen des Parksperrenrads 16 ausgelöst wird.
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Zur Erkennung des Schaltzustandes P, P der Parksperrenvorrichtung erkennt der Sensor 4 bevorzugt die Position der Schubstange 11. Alternativ erkennt der Sensor die Position, die Lage oder den Zustand eines beliebigen anderen Bauteils der Parksperrenvorrichtung, insbesondere des Aktuators 2, welches zur gleichen Zeit eine Änderung seiner Position, seiner Lage oder seines Zustandes durchführt, wie die Schubstange 11. Falls der Aktuator 2 als bistabiles Stellglied ausgeführt ist, kann der Sensor 4 entfallen und die Änderung der Position der Schubstange direkt, das heißt ohne über die Umwandlungsvorrichtung 5, durch das bistabile Stellglied ausgeführt werden. Die Sensierung der Position der Schubstange 11 erfolgt dann wie beschrieben mittels der Regelvorrichtung 3 über den Aktuator 1, indem die Regelvorrichtung 3 eine Änderung der Induktivitäten der Spule(n) des Aktuators 2 auswertet.
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In der gezeigten Ausgestaltung der Erfindung sind der Aktuator 2, die Regelvorrichtung 3, die Umwandlungsvorrichtung 5 und der Sensor 4 zu einer gemeinsamen Baugruppe 18 in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst und an ein Äußeres des Fahrzeuggetriebes, nämlich an einen zur äußeren Umgebung gewandten Gehäuseteil 17 des Fahrzeuggetriebes montiert. Hierdurch kann die Baugruppe 18 einfach vormontiert und anschließend an das Gehäuseteil 17 montiert werden, wobei die Baugruppe 18 alternativ auch innerhalb des Gehäuseteils 17 angeordnet sein kann. Durch die über die Zusammenfassung der Baugruppe 18 erreichte räumliche Nähe der Regelvorrichtung 3 und des Aktuators 2 können elektrische Verbindungen zwischen diesen als kostengünstige Stanzgitter ausgebildet sein und elektrische Verbindungen 6, 8 außerhalb der Baugruppe 18 auf ein Minimum reduziert werden. Somit benötigt die Baugruppe 18 lediglich die erste elektrische Verbindung 6 zu einem Pluspol der elektrischen Energiequelle 7 und die zweite elektrische Verbindung 8 zu der Getriebesteuerung 9. Eine gesonderte elektrische Verbindung zu einem Minuspol der der elektrischen Energiequelle 7 ist wie in Fahrzeugen üblich nicht nötigt, sondern erfolgt über das Gehäuse der Baugruppe 18, den Gehäuseteil 17 des Fahrzeuggetriebes und einer gemeinsamen Masse 19 des Fahrzeugs.
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Die Regelvorrichtung 3 kann auch als Leiterplatten direkt in oder an dem Aktuator 2 angeordnet sein, um den Bauraumbedarf der Baugruppe 18 zusätzlich zu verkleinern. Der Aktuator 2 kann auch als Linearelektromotor, das heißt als Elektromotor mit einer linearen Ausgangsbewegung ausgebildet sein, wodurch die Umwandlungsvorrichtung 5 entfallen kann.
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Der in 2 gezeigte elektromechanische Aktuator 2 ist als bistabiles Stellglied ausgeführt und wird statt des Aktuators 2 und der Umwandlungsvorrichtung 5 aus 1 verwendet. Der in 2 gezeigte Aktuator 2 verfügt über zwei in einem Polrohr 20 angeordnete Spulen 21, zwei Joche 22, zwei Jochdeckel 23, sowie einen Anker 24 mit beidsseitig angeordneten Tauchstufen 25 und mit einem Permanentmagneten 26. Der Anker 24 ist mit der Schubstange 11 der mechanische Sperrvorrichtung 1 ortsfest verbunden. Je nach Bestromung der Spulen 21 durch die Regelvorrichtung 3 wird der Anker 24 auf Grund der Abstoßung oder Anziehung zwischen den mittels der Spulen 21 erzeugten elektromagnetischen Feldern und dem Permanentmagneten 26 mitsamt der Schubstange 11 entweder in Richtung der einen oder der anderen Spule 21 bewegt, wodurch der Schaltzustand der Parksperrenvorrichtung vom dem Geöffnet-Schaltzustand P zu dem Geschlossen-Schaltzustand P geändert wird, beziehungsweise umgekehrt. Dabei legt sich der Anker 24 schließlich an eines der Joche 22 an, welche somit sowohl zur Führung der durch die Spulen 21 erzeugten elektromagnetischen Felder, als auch als Anschläge für den Anker 24 dienen. Damit sich der Anker 24 nun zu einer Änderung des Schaltzustandes der Parksperrenvorrichtung wieder leicht von dem jeweiligen Joch 22 lösen kann, verfügt der Aktuator 2 zudem über Antiklebscheiben 27, die jeweils zwischen dem Anker 24 und einem der Joche 22 angeordnet sind.
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Durch Ausführung des Ankers 24 mit den Tauchstufen 25 kann hierbei eine Weg-Kraft-Charakteristik des Aktuators 2 an eine Schaltcharakteristik der mechanischen Sperrvorrichtung 1 angepasst werden, beispielsweise in dem die durch den Aktuator 2 erzeugte Stellkraft mit zunehmender Nähe des Ankers 24 zu den Spulen 21 steigt oder sinkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- mechanische Sperrvorrichtung
- 2
- elektromechanischer Aktuator
- 3
- elektronische Regelvorrichtung
- 4
- Sensor
- 5
- Umwandlungsvorrichtung
- 6
- erste elektrische Verbindung
- 7
- elektrische Energiequelle
- 8
- zweite elektrische Verbindung
- 9
- Getriebesteuerung
- 10
- Eingabevorrichtung
- 11
- Schubstange
- 12
- elastisches Element
- 13
- Parksperrenkonus
- 14
- Führungselement
- 15
- Parksperrenklinke
- 16
- Parksperrenrad
- 17
- Gehäuseteil
- 18
- Baugruppe
- 19
- gemeinsame Masse
- 20
- Polrohr
- 21
- Spule
- 22
- Joch
- 23
- Jochdeckel
- 24
- Anker
- 25
- Tauchstufe
- 26
- Permanentmagnet
- 27
- Antiklebscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5685406 A [0003]
- DE 3537091 C1 [0003]
- DE 29923633 U1 [0004, 0005]
- DE 10212038 A1 [0004, 0005]
- DE 102008006264 B3 [0004, 0005, 0005]
