DE102011105380A1

DE102011105380A1 - Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung

Info

Publication number: DE102011105380A1
Application number: DE102011105380A
Authority: DE
Inventors: Markus Brandenburg; Dipl.-Ing. Benjamin (FH) Kemmner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2011-12-29

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung mit zumindest einer Betätigungseinheit (10), die zur Betätigung einer Parksperrenklinke zumindest eine zur Schaltung einer Parkstellung vorgesehene Druckkammer (11) und zumindest eine zur Schaltung einer Nicht-Parkstellung vorgesehene Druckkammer (12) aufweist, und mit zumindest einem Schaltventil (13) zur Versorgung der Druckkammern (11, 12) mit einem Arbeitsdruck, das wenigstens einen Schaltschieber (14) und wenigstens eine Feder (15) aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Schaltschieber (14) selbstständig in eine Grundstellung zu verschieben, in der eine der Druckkammern (12) mit einem drucklosen Betriebsmittelreservoir (16) strömungstechnisch verbunden ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Schaltventil (13) ein erstes Steuervolumen (17) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine gegen die Feder (15) wirkende Kraft bereitzustellen, und ein zweites Steuervolumen (47) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine mit der Feder (15) wirkende Kraft bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 011 898 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung mit einer Betätigungseinheit, die zur Betätigung einer Parksperrenklinke eine Zur Schaltung einer Parkstellung vorgesehene Druckkammer und eine zur Schaltung einer Nicht-Parkstellung vorgesehene Druckkammer aufweist, und mit zumindest einem Schaltventil zur Versorgung der Druckkammern mit einem Arbeitsdruck, das einen Schaltschieber und eine Feder aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Schaltschieber selbstständig in eine Grundstellung zu verschieben, in der die zur Schaltung der Parkstellung vorgesehene Druckkammer mit einem drucklosen Betriebsmittelreservoir strömungstechnisch verbunden ist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und einfache Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung mit zumindest einer Betätigungseinheit, die zur Betätigung einer Parksperrenklinke zumindest eine zur Schaltung einer Parkstellung vorgesehene Druckkammer und zumindest eine zur Schaltung einer Nicht-Parkstellung vorgesehene Druckkammer aufweist, und mit zumindest einem Schaltventil zur Versorgung der Druckkammern mit einem Arbeitsdruck, das wenigstens einen Schaltschieber und wenigstens eine Feder aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Schaltschieber selbstständig in eine Grundstellung zu verschieben, in der eine der Druckkammern mit einem drucklosen Betriebsmittelreservoir strömungstechnisch verbunden ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Schaltventil ein erstes Steuervolumen aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine gegen die Feder wirkende Kraft bereitzustellen, und ein zweites Steuervolumen aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine mit der Feder wirkende Kraft bereitzustellen. Dadurch kann ein selbstschaltendes Schaltventil, vorzugsweise ein von dem Arbeitsdruck abhängiges selbstschaltendes Schaltventil, das selbstständig insbesondere die Parkstellung schaltet und/oder aufrechterhält, besonders einfach realisiert werden, wodurch auf eine aktive Steuerung und/oder Regelung des Schaltventils verzichtet werden kann. Dadurch kann auf eine aktive Einstellung und eine aktive Aufrechterhaltung der Nicht-Parkstellung und damit auf eine permanente Bestromung des Schaltventils zur Aufrechterhaltung der Nicht-Parkstellung verzichtet werden, wodurch eine kostengünstige und einfache Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung bereitgestellt werden kann. Unter einer „Parkstellung” soll insbesondere eine Stellung verstanden werden, in der eine Parksperre eingelegt ist. Unter einer „Nicht-Parkstellung” soll insbesondere eine Stellung verstanden werden, in der die Parkstellung ausgelegt ist und/oder die als eine Fahrstellung ausgebildet ist. Unter einer „Druckkammer” soll insbesondere eine hydraulisch und/oder pneumatisch beaufschlagbare Kammer verstanden werden, die zumindest eine feste Wand und zumindest eine bewegliche Wand umfasst. Unter einem „Steuervolumen” soll insbesondere ein hydraulisch und/oder pneumatisch beaufschlagbares Volumen des Schaltventils verstanden werden, das zumindest eine feste Wand und zumindest eine bewegliche Wand umfasst. Unter einem „Arbeitsdruck” soll insbesondere ein Betriebsmitteldruck verstanden werden, der zur Schaltung von Getriebegängen, der Parkstellung, der Nicht-Parkstellung und/oder Ähnlichem und/oder für die Druckkammern vorgesehen ist. Unter „selbstständig” soll insbesondere unabhängig von einem externen Signal, wie beispielsweise einem elektrischen Strom und/oder unabhängig von einer Steuer- und/oder Regeleinheit verstanden werden. Unter einer „Grundstellung” soll insbesondere eine Position des Schaltschiebers verstanden werden, die sich selbstständig einstellt, wenn eine Betriebsmitteldruckversorgung unterbrochen ist, beispielsweise bei einem abgestellten Motor eines die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs. Unter einem „Betriebsmitteldruck” soll insbesondere ein von einem inkompressiblen Betriebsmittel, wie beispielsweise Öl, oder von einem kompressiblen Betriebsmittel, wie beispielsweise Luft, resultierender Druck in einer Druckkammer und/oder in einem Steuervolumen verstanden werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeug parksperrenvorrichtung eine Betriebsmitteldruckversorgung aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen konstanten Steuerdruck in dem ersten Steuervolumen des Schaltventils einzustellen. Dadurch kann eine konstante gegen die Feder wirkende Kraft bereitgestellt werden, wodurch der Schaltschieber in einer von der Grundstellung abweichenden Schaltstellung vorteilhaft gehalten wird. Unter einer „Betriebsmitteldruckversorgung” soll insbesondere eine Einheit aus hydraulischen und/oder pneumatischen Elementen, wie beispielsweise einer Pumpe, einem Schaltventil, einer Leitung, einer Blende und/oder Ähnlichem verstanden werden, die zur Versorgung des Schaltventils mit dem Betriebsmittel und damit mit dem Betriebsmitteldruck notwendig ist. Unter einem „Steuerdruck” soll insbesondere ein Betriebsmitteldruck verstanden werden, der zur Schaltung von zumindest einem Schaltventil und damit zur Verschiebung von zumindest einem Schaltschieber und/oder Ähnlichem und/oder für die Steuervolumen vorgesehen ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder dazu vorgesehen, bei einem Ausfall und/oder einem Abschalten der Betriebsmitteldruckversorgung den Schaltschieber sofort in die Grundstellung selbstständig zu verschieben. Dadurch kann besonders sicher und schnell die Parkstellung eingestellt werden. Unter einem „Ausfall der Betriebsmitteldruckversorgung” soll insbesondere ein Defekt in der Betriebsmitteldruckversorgung, beispielsweise eine defekte Pumpe und/oder eine gerissene Leitung, verstanden werden. Unter einem „Abschalten der Betriebsmitteldruckversorgung” soll insbesondere ein gewolltes Deaktivieren der Betriebsmitteldruckversorgung, beispielsweise ein Abstellen des Motors, verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeug parksperrenvorrichtung ein Steuerventil aufweist, das dazu vorgesehen ist, einen Steuerdruck in dem zweiten Steuervolumen einzustellen. Dadurch kann das Schaltventil besonders vorteilhaft geschaltet werden. Unter einem „Steuerventil” soll insbesondere ein extern ansteuerbares Ventil verstanden werden, das in Abhängigkeit von der Steuer- und/oder Regeleinheit schaltet.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung zumindest ein Schaltventil aufweist, das dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand einen Betriebsmittelfluss aus der zur Schaltung der Parkstellung vorgesehenen Druckkammer zumindest zu verzögern. Dadurch können Betriebsmitteldruckpeaks in einem dynamischen Übergang bei einem Starten des Motors und/oder einem Abstellen des Motors auf die Betätigungseinheit verhindert werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung zumindest ein Rückschlagventil aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine Luftansaugung der zur Schaltung der Parkstellung vorgesehenen Druckkammer zu erlauben. Dadurch kann ein Schalten der Parkstellung lediglich durch die Feder und damit ein selbstständiges Einstellen der Parkstellung insbesondere bei tiefen Temperaturen beschleunigt werden. Unter „lediglich durch die Feder” soll insbesondere ohne eine hydraulische und/oder pneumatische Unterstützung verstanden werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung. Die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten automatischen Getriebevorrichtung mit einer Parksperre. Die Getriebevorrichtung ist als eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ausgebildet. Die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung ist dazu vorgesehen, mittels einer Parksperrenklinke einen nicht näher dargestellten Zahnradsatz der Getriebevorrichtung oder eine nicht näher dargestellte Welle der Getriebevorrichtung zu verblocken.
Die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung weist zur Bereitstellung eines Betriebsmittels und damit eines Betriebsmitteldrucks eine Betriebsmitteldruckversorgung 18 auf. Die Betriebsmitteldruckversorgung 18 ist dazu vorgesehen, einen Arbeitsdruck und einen Steuerdruck einzustellen. Sie stellt einen konstanten Steuerdruck ein, der von dem Arbeitsdruck abgeregelt ist. Dabei soll unter einem „von dem Arbeitsdruck abgeregelten Steuerdruck” ein Steuerdruck verstanden werden, der bis zu einem maximalen Wert dem Arbeitsdruck entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der maximale Wert des Steuerdrucks 6,5 bar. Der Arbeitsdruck liegt dabei zwischen 3,5 und 25 bar. Grundsätzlich kann die Betriebsmitteldruckversorgung 18 auch einen konstanten Steuerdruck einstellen, der dem Arbeitsdruck entspricht.
Die Betriebsmitteldruckversorgung 18 umfasst zwei nicht näher dargestellte Pumpen. Eine der Pumpen ist als eine primäre Pumpe, die mit einem Motor eines die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs mechanisch gekoppelt ist, ausgebildet. Die andere Pumpe ist als eine zusätzliche Pumpe, die zur Unterstützung der primären Pumpe oder zur Bereitstellung des Betriebsmittels bei abgestelltem Motor vorgesehen ist, ausgebildet. Die zusätzliche Pumpe ist als eine elektrische Pumpe ausgebildet. Sie ist so ausgefegt, dass sie einen Betriebsmitteldruck bereitstellen kann, beispielsweise bei einem abgeschalteten Motor des Kraftfahrzeugs, der zum Einlegen und zum Auslegen der Parksperre ausreicht. Die Pumpen sind jeweils als eine Ölpumpe ausgebildet.
Zur Betätigung der Parksperrenklinke und damit zur Schaltung der Parksperre weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung eine hydraulische Betätigungseinheit 10 auf. Die Betätigungseinheit 10 weist eine Parkstellung, in der die Parksperre eingelegt ist, und eine Nicht-Parkstellung, in der die Parksperre ausgelegt ist, auf. In der Parkstellung ist die Parksperre aktiviert und in der Nicht-Parkstellung ist die Parksperre deaktiviert.
Zur aktiven Einstellung der Parkstellung und der Nicht-Parkstellung ist die Betätigungseinheit 10 doppelt wirkend ausgebildet. Die Betätigungseinheit 10 umfasst zur Betätigung der Parksperrenklinke einen Betätigungszylinder 21, ein Kolbenelement 22 und ein Betätigungselement 23. Das Kolbenelement 22 ist axial verschiebbar in dem Betätigungszylinder 21 angeordnet. Das Kolbenelement 22 ist fest mit dem Betätigungselement 23 verbunden. Sie sind einstückig miteinander ausgeführt. Das Kolbenelement 22 ist doppelt wirkend ausgebildet. Das Betätigungselement 23 ist mittels des Kolbenelements 22 entlang seiner Haupterstreckungsrichtung 24 in zwei einander entgegengesetzte Schaltrichtungen 25, 26 axial verschiebbar. Das Betätigungselement 23 ist als eine Betätigungsstange ausgebildet.
Zur aktiven Einstellung der Parkstellung weist die Betätigungseinheit 10 eine erste Druckkammer 11 auf. Die erste Druckkammer 11 ist zur Schaltung der Parkstellung und damit zum Einlegen der Parksperre vorgesehen. Das Betätigungselement 23 ist durch eine Druckbeaufschlagung der ersten Druckkammer 11 axial in die Schaltrichtung 26 verschiebbar. Die erste Druckkammer 11 ist durch den Betätigungszylinder 21 und eine dem Betätigungselement 23 abgewandte Druckfläche 27 des Kolbenelements 22 ausgebildet. Die Druckfläche 27 ist als eine bewegliche Wand der Druckkammer 11 ausgebildet. Die Druckfläche 27 des Kolbenelements 22 wandelt einen in der ersten Druckkammer 11 herrschenden Betriebsmitteldruck in eine Betätigungskraft auf das Kolbenelement 22 und somit auf das Betätigungselement 23 um.
Zur aktiven Einstellung der Nicht-Parkstellung weist die Betätigungseinheit 10 eine zweite Druckkammer 12 auf. Die zweite Druckkammer 12 ist entgegenwirkend zu der ersten Druckkammer 11 ausgebildet. Die zweite Druckkammer 12 ist zur Schaltung der Nicht-Parkstellung und damit zum Auslegen der Parksperre vorgesehen. Das Betätigungselement 23 ist durch eine Druckbeaufschlagung der zweiten Druckkammer 12 axial in die Schaltrichtung 25 verschiebbar. Die zweite Druckkammer 12 ist durch den Betätigungszylinder 21 und eine dem Betätigungselement 23 zugewandte Druckfläche 28 des Kolbenelements 22 ausgebildet. Die Druckfläche 28 ist als eine bewegliche Wand der Druckkammer 12 ausgebildet. Die Druckfläche 28 des Kolbenelements 22 wandelt einen in der zweiten Druckkammer 12 herrschenden Betriebsmitteldruck in eine Betätigungskraft auf das Kolbenelement 22 und somit auf das Betätigungselement 23 um.
Zur selbstständigen Einstellung der Parkstellung weist die Betätigungseinheit 10 eine Feder 44 auf. Sie ist zur drucklosen Einstellung der Parkstellung und damit zur Einstellung der Parkstellung ohne hydraulische Unterstützung vorgesehen. Die Feder 44 ist wirkungsmäßig zwischen dem Betätigungszylinder 21 und dem Kolbenelement 22 innerhalb der ersten Druckkammer 11 angeordnet. Eine Federkraft der Feder 44 wirkt der durch den Betriebsmitteldruck in der zweiten Druckkammer 12 erzeugbaren Kraft entgegen. Die Feder 44 übt eine Federkraft auf die dem Betätigungselement 23 abgewandte Druckfläche 27 aus. Die Federkraft des Federelements 44 wirkt in die Schaltrichtung 26. Die Feder 44 ist zur Einstellung der Parkstellung bei druckloser erster Druckkammer 11 und druckloser zweiter Druckkammer 12, wie beispielsweise bei abgestellter Elektronik des Kraftfahrzeugs, vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Feder 44 eine Federkraft von 2 bar auf. Sie ist als eine Spiralfeder ausgebildet.
Zur Versorgung der ersten Druckkammer 11 mit dem Betriebsmittel weist die Kraftfahrzeug parksperrenvorrichtung eine Betriebsmitteldruckleitung 29 auf. Das Betriebsmittel ist dabei zur Erzeugung des Betriebsmitteldrucks in den Druckkammern 11, 12 vorgesehen.
Die Betriebsmitteldruckleitung 29 mündet in die erste Druckkammer 11. Sie ist zu einer Einleitung des Betriebsmittels in die erste Druckkammer 11 und zu einer Ausleitung des Betriebsmittels aus der ersten Druckkammer 11 vorgesehen.
Zur Versorgung der zweiten Druckkammer 12 mit dem Betriebsmittel weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung eine Betriebsmitteldruckleitung 30 auf. Die Betriebsmitteldruckleitung 30 mündet in die zweite Druckkammer 12. Sie ist zur Einleitung des Betriebsmittels in die zweite Druckkammer 12 und zu Ausleitung des Betriebsmittels aus der zweiten Druckkammer 12 vorgesehen.
Zur mechanischen Verriegelung und Entriegelung der Betätigungseinheit 10 und damit zur mechanischen Verriegelung und Entriegelung des Betätigungselements 23 weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung eine mechanische Verriegelungseinheit 31 auf. Sie ist zur Rastierung der Betätigungseinheit 10 und damit des Betätigungselements 23 vorgesehen. Die Verriegelungseinheit 31 ist zur Verriegelung der Betätigungseinheit 10 in der Parkstellung, und damit zur Verriegelung einer eingelegten Parksperre, und zur Verriegelung der Betätigungseinheit 10 in der Nicht-Parkstellung, und damit zur Verriegelung einer ausgelegten Parksperre, vorgesehen. Die Verriegelungseinheit 31 ist elektrisch betätigbar.
Die Verriegelungseinheit 31 umfasst zwei Ausnehmungen 32, 33, die dem Betätigungselement 23 eingebracht sind. Die Ausnehmung 32 ist der Parkstellung und die Ausnehmung 33 der Nicht-Parkstellung zugeordnet. Ein Rastelement 34 der Verriegelungsvorrichtung 31 greift in der Parkstellung in die Ausnehmung 32 ein. In der Nicht-Parkstellung greift das Rastelement 34 in die Ausnehmung 33 ein. Durch Eingreifen des Rastelements 34 in eine der Ausnehmungen 32, 33 ist das Betätigungselement 23 verriegelt. Zur Bereitstellung einer Verriegelungskraft weist die Verriegelungseinheit 31 eine Feder 35 auf, die das Rastelement 34 gegen das Betätigungselement 23 drückt.
Zur aktiven Entriegelung der Betätigungseinheit 10 weist die Verriegelungseinheit 31 einen Hubmagneten 36 auf. Zur aktiven Entriegelung bestromt eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit der Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung den Hubmagneten 36, wodurch sich die Rastierung löst. Die Verriegelungseinheit 31 ist so ausgelegt, dass die Verriegelung der Parkstellung lediglich aktiv und damit lediglich mittels des Hubmagneten 36 gelöst werden kann, wobei die Verriegelung der Nicht-Parkstellung auch passiv und damit ohne den Hubmagneten 36, d. h. hydraulisch gelöst bzw. überdrückt werden kann.
Dabei ist die zusätzliche Pumpe der Betriebsmitteldruckversorgung 18 so ausgelegt, dass sie alleine den Betriebsmitteldruck zur passiven Entriegelung der Betätigungseinheit 10 bereitstellen kann. Grundsätzlich kann die Verriegelungseinheit 31 auch hydraulisch ausgebildet werden.
Zur Versorgung der ersten Druckkammer 11 und der zweiten Druckkammer 12 mit dem Arbeitsdruck weist die Kraftfahrzeug parksperrenvorrichtung ein selbstschaltendes Schaltventil 13 auf. Zur Schaltung der Parkstellung versorgt das Schaltventil 13 die erste Druckkammer 11 und zur Schaltung der Nicht-Parkstellung die zweite Druckkammer 12 mit dem Arbeitsdruck. Das Schaltventil 13 ist mittels einer Betriebsmitteldruckleitung 37, die zur strömungstechnischen Anbindung an die Betriebsmitteldruckleitung 29 vorgesehen ist, strömungstechnisch mit der ersten Druckkammer 11 verbunden. Weiter ist das Schaltventil 13 mittels der Betriebsmitteldruckleitung 30 strömungstechnisch mit der zweiten Druckkammer 12 verbunden.
Das Schaltventil 13 weist einen Schaltschieber 14 und eine wirkungsmäßig mit dem Schaltschieber 14 verbundene Feder 15 auf. Die Feder 15 ist dazu vorgesehen, den Schaltschieber 14 selbstständig in eine Grundstellung zu verschieben und damit selbstständig die Grundstellung des Schaltventils 13 zu schalten. In der Grundstellung verbindet das Schaltventil 13 die zweite Druckkammer 12 mit einem drucklosen Betriebsmittelreservoir 16. Sie verbindet in der Grundstellung die Betriebsmitteldruckleitung 30 strömungstechnisch mit dem drucklosen Betriebsmittelreservoir 16. Bei einem Ausfall und einem Abschalten der Betriebsmitteldruckversorgung 18, beispielsweise bei einem Defekt in der Betriebsmitteldruckversorgung 18 oder bei einem Abschalten des Motors, ist die Feder 15 dazu vorgesehen, den Schaltschieber 14 sofort in die Grundstellung selbstständig zu verschieben und damit die zweite Druckkammer 12 mit dem drucklosen Betriebsmittelreservoir 16 zu verbinden, wodurch ein Betriebsmittel schnell aus der Druckkammer 12 geleitet wird. Die Feder 15 weist eine Federkraft auf, die zwischen 0,8 und 1,5 bar liegt.
Zur Bereitstellung einer gegen die Feder 15 wirkenden Kraft weist das Schaltventil 13 ein erstes Steuervolumen 17 auf. Das erste Steuervolumen 17 wirkt der Federkraft der Feder 15 entgegen. Die Kraft in dem ersten Steuervolumen 17 ist dazu vorgesehen, den Schaltschieber 14 gegen die Federkraft der Feder 15 und damit aus der Grundstellung zu schieben. Sie ist zur Verschiebung des Schaltschiebers 14 in eine Schaltstellung vorgesehen, in der die zweite Druckkammer 12 der Betätigungseinheit 10 strömungstechnisch von dem Betriebsmittelreservoir 16 getrennt ist. Die Kraft in dem ersten Steuervolumen 17 ist als ein Betriebsmitteldruck ausgebildet, der der Federkraft der Feder 15 entgegenwirkt. Sie ist als der konstante Steuerdruck, der von dem Arbeitsdruck abgeregelt ist, ausgebildet.
Zur Bereitstellung einer mit der Feder 15 wirkenden Kraft weist das Schaltventil 13 ein zweites Steuervolumen 47 auf. Das zweite Steuervolumen 47 wirkt dem ersten Steuervolumen 17 entgegen. Die zwei Steuervolumen 17, 47 sind gegenüberliegend zueinander angeordnet. Das zweite Steuervolumen 47 wirkt zusätzlich zu der Federkraft der Feder 15. Es wirkt in eine gleiche Richtung wie die Federkraft der Feder 15. Die Kraft in dem zweiten Steuervolumen 47 ist dazu vorgesehen, den Schaltschieber 14 gegen das erste Steuervolumen 17 und damit aus der Schaltstellung zu schieben. Sie ist zur Verschiebung des Schaltschiebers 14 in die Grundstellung vorgesehen, in der die zweite Druckkammer 12 der Betätigungseinheit 10 strömungstechnisch mit dem Betriebsmittelreservoir 16 verbunden ist. Die Kraft in dem zweiten Steuervolumen 47 ist als ein Betriebsmitteldruck ausgebildet, der mit der Federkraft der Feder 15 wirkt und der Kraft in dem ersten Steuervolumen 17 entgegenwirkt. Sie ist als der konstante Steuerdruck, der von dem Arbeitsdruck abgeregelt ist, ausgebildet. Die Feder 15 ist in dem zweiten Steuervolumen 47 angeordnet.
Zur Versorgung des ersten Steuervolumens 17 des Schaltventils 13 mit dem konstanten Steuerdruck weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung eine Vorsteuerdruckleitung 38 auf. Die Vorsteuerdruckleitung 38 verbindet die Betriebsmitteldruckversorgung 18 strömungstechnisch mit dem ersten Steuervolumen 17. Die Betriebsmitteldruckversorgung 18 ist dazu vorgesehen, in der Vorsteuerdruckleitung 38 und damit in dem ersten Steuervolumen 17 des Schaltventils 13 den konstanten, von dem Arbeitsdruck abgeregelten Steuerdruck einzustellen.
Zur Versorgung des zweiten Steuervolumens 47 des Schaltventils 13 mit dem konstanten Steuerdruck weist die Kraftfahrzeug parksperrenvorrichtung eine Vorsteuerdruckleitung 41 auf. Die Vorsteuerdruckleitung 41 verbindet die Betriebsmitteldruckversorgung 18 strömungstechnisch mit dem zweiten Steuervolumen 47. Die Betriebsmitteldruckversorgung 18 ist dazu vorgesehen, in der Vorsteuerdruckleitung 41 und damit in dem zweiten Steuervolumen 47 des Schaltventils 13 den konstanten, von dem Arbeitsdruck abgeregelten Steuerdruck einzustellen.
Zur strömungstechnischen Verbindung der Betriebsmitteldruckleitung 37 mit der Betriebsmitteldruckversorgung 18 und der Betriebsmitteldruckleitung 30 mit der Betriebsmitteldruckversorgung 18 weist die Kraftfahrzeug parksperrenvorrichtung eine Arbeitsdruckleitung 39 auf. Die Betriebsmitteldruckversorgung 18 ist dazu vorgesehen, in der Arbeitsdruckleitung 39 den Arbeitsdruck einzustellen. Sie ist dazu vorgesehen, den Arbeitsdruck in der Arbeitsdruckleitung 39 zur Schaltung der Parkstellung oder der Nicht-Parkstellung einzustellen. Dabei verbindet das Schaltventil 13 in der Grundstellung die Arbeitsdruckleitung 39 strömungstechnisch mit der Betriebsmitteldruckleitung 37 und in der Schaltstellung die Arbeitsdruckleitung 39 strömungstechnisch mit der Betriebsmitteldruckleitung 30.
Zur Schaltung der Schaltstellung des Schaltventils 13 und damit zur strömungstechnischen Verbindung der zweiten Druckkammer 12 mit der Arbeitsdruckleitung 39 weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung ein extern ansteuerbares Steuerventil 40 auf. Das Steuerventil 40 ist dazu vorgesehen, den Steuerdruck in dem zweiten Steuervolumen 47 einzustellen. Zur Einstellung des Steuerdrucks in dem zweiten Steuervolumen 47 verbindet und trennt das Steuerventil 40 die Vorsteuerdruckleitung 41 strömungstechnisch von der Betriebsmitteldruckversorgung 18. Zur Schaltung der Grundstellung verbindet das Steuerventil 40 die Betriebsmitteldruckversorgung 18 mit der Vorsteuerdruckleitung 41 und damit dem zweiten Steuervolumen 47, und zur Schaltung der Schaltstellung trennt das Steuerventil 40 die Betriebsmitteldruckversorgung 18 von der Vorsteuerdruckleitung 41 und damit von dem zweiten Steuervolumen 47. Das Steuerventil 40 Ist dazu vorgesehen, die Vorsteuerdruckleitung 41, die strömungstechnisch mit dem Steuervolumen 47 des Schaltventils 13 verbunden ist, in einem Betriebszustand von der Vorsteuerdruckleitung 38 strömungstechnisch zu trennen und in einem anderen Betriebszustand mit der Vorsteuerdruckleitung strömungstechnisch zu verbinden. In Abhängigkeit von einem externen Signal verbindet das Steuerventil 40 die beiden Vorsteuerdruckleitungen 38, 41 strömungstechnisch miteinander, wodurch die Feder 15 selbstständig die Grundstellung des Schaltventils 13 schaltet, oder es trennt die beiden Vorsteuerdruckleitungen 38, 41 strömungstechnisch voneinander, wodurch der konstante Steuerdruck in dem ersten Steuervolumen 17 des Schaltventils 13 die Feder 15 überdruckt und die Schaltstellung des Schaltventils 13 schaltet. Das Steuerventil 40 ist dazu vorgesehen, zwischen der Parkstellung und der Nicht-Parkstellung ohne eine mechanische Kopplung zwischen Bedienung und Mechanik umzuschalten.
Zur Vermeidung von geringfügigen Druckpeaks in einem dynamischen Übergang bei einem Start oder einem Abschalten des Motors weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung ein Schaltventil 19 auf, das dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmittelfluss aus der ersten Druckkammer 11 zu verzögern. Es verzögert den Betriebsmittelfluss aus der ersten Druckkammer 11 in Richtung Schaltventil 13. Es ist dazu vorgesehen, den Betriebsmitteldruck in der ersten Druckkammer 11 zeitweise aufrechtzuerhalten.
Das Schaltventil 19 verbindet in einem Betriebszustand die Betriebsmitteldruckleitungen 29, 37 strömungstechnisch miteinander und trennt in einem anderen Betriebszustand die Betriebsmitteldruckleitungen 29, 37 strömungstechnisch voneinander. Es verbindet die Betriebsmittelleitungen 29, 37 ab einem definierten Betriebsmitteldruck in der Betriebsmitteldruckleitung 37 und damit ab einem definierten Arbeitsdruck strömungstechnisch miteinander. Unterhalb des definierten Arbeitsdrucks trennt das Schaltventil 19 die Betriebsmittelleitungen 29, 37 voneinander. Dazu weist das Schaltventil 19 einen Schaltschieber 42 und eine mit dem Schaltschieber wirkungsmäßig verbundene Feder 43 auf. Die Feder 43 weist eine Federkraft von 2 bar auf. Somit beträgt der definierte Arbeitsdruck, ab dem das Schaltventil 19 die Betriebsmitteldruckleitungen 29, 37 miteinander verbindet, 2 bar. Wenn die Verriegelungseinheit 31 als eine hydraulische Verriegelungseinheit ausgebildet ist, kann grundsätzlich auf das Schaltventil 19 verzichtet werden.
Zum schnelleren Einlegen der Parksperre und damit zum schnelleren Einstellen der Parkstellung lediglich über die Feder 44, beispielsweise bei tiefen Temperaturen, weist die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung ein Rückschlagventil 20 auf. Das Rückschlagventil 20 ist in der Betriebsmitteldruckleitung 29 angeordnet. Es verbindet die Betriebsmitteldruckleitung 29 mit einem Betriebsmittelreservoir 45. Des Rückschlagventil 20 weist eine Durchlassrichtung auf, die aus dem Betriebsmittelreservoir 45 in die Betriebsmitteldruckleitung 29 zeigt. Das Rückschlagventil 20 weist eine Sperrrichtung auf, die aus der Betriebsmitteldruckleitung 29 in das Betriebsmittelreservoir 45 zeigt. Es erlaubt eine Luftansaugung der ersten Druckkammer 11 aus dem Betriebsmittelreservoir 45 und verhindert einen Betriebsmittelfluss aus der Betriebsmitteldruckleitung 29 in das Betriebsmittelreservoir 45. Das Betriebsmittelreservoir 45 und das Betriebsmittelreservoir 16 können grundsätzlich auch als ein gemeinsames Betriebsmittelreservoir ausgebildet werden oder in ein gemeinsames Betriebsmittelreservoir münden. Die Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung weist weiter eine Druckmesseinheit 46 auf. Die Druckmesseinheit 46 misst einen Betriebsmitteldruck in der Betriebsmitteldruckleitung 29.
In einem Betriebszustand, in dem die Parksperre aktiv eingelegt und damit die Betätigungseinheit 10 in die Parkstellung aktiv geschaltet wird, aktiviert die Steuer- und Regeleinheit zur Entriegelung der Nicht-Parkstellung den Hubmagneten 36. Bei aktivem Hubmagneten 36 aktiviert die Steuer- und Regeleinheit das Steuerventil 40, wodurch das Steuerventil 40 die Vorsteuerdruckleitungen 38, 41 strömungstechnisch miteinander verbindet. Dadurch herrscht in dem zweiten Steuervolumen 47, in dem die Feder 15 angeordnet ist, und in dem Steuervolumen 17 des Schaltventils 13 der gleiche konstante Steuerdruck, wodurch die Feder 15 den Schaltschieber 14 sofort in die Grundstellung selbstständig verschiebt. Dadurch wird die zweite Druckkammer 12 mit dem drucklosen Betriebsmittelreservoir 16 strömungstechnisch verbunden. Ist der Arbeitsdruck größer als 2 bar, verbindet das Schaltventil 19 die Betriebsmitteldruckleitungen 29, 37 strömungstechnisch miteinander, wodurch die erste Druckkammer 11 mit der Arbeitsdruckleitung 39 strömungstechnisch verbunden wird. Dadurch wird die erste Druckkammer 11 mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt, wodurch das Betätigungselement 23 axial in die Schaltrichtung 26 und damit in die Parkstellung verschoben wird. Anschließend deaktiviert die Steuer- und Regeleinheit zur Verriegelung der Parkstellung den Hubmagneten 36. Die Parksperre ist eingelegt.
In einem Betriebszustand, in dem die Parksperre aktiv ausgelegt und damit die Betätigungseinheit 10 in die Nicht-Parkstellung aktiv geschaltet wird, aktiviert die Steuer- und Regeleinheit zur Entriegelung der Parkstellung den Hubmagneten 36. Bei aktiviertem Hubmagneten 36 deaktiviert die Steuer- und Regeleinheit das Steuerventil 40, wodurch das Steuerventil 40 die Vorsteuerdruckleitungen 38, 41 strömungstechnisch voneinander trennt. Dadurch herrscht in dem ersten Steuervolumen 17 ein höherer konstanter Steuerdruck als in dem zweiten Steuervolumen 47, wodurch die Kraft in dem ersten Steuervolumen 17 den Schaltschieber 14 in die Schaltstellung verschiebt. Dadurch wird die zweite Druckkammer 12 von dem drucklosen Betriebsmittelreservoir 16 strömungstechnisch getrennt und mit der Arbeitsdruckleitung 39 strömungstechnisch verbunden. Gleichzeitig wird die erste Druckkammer 11 strömungstechnisch von der Arbeitsdruckleitung 39 getrennt. Dadurch wird die zweite Druckkammer 12 mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt, wodurch eine Kraft gegen die Federkraft der Feder 44 wirkt und das Betätigungselement 23 axial in die Schaltrichtung 25 und damit in die Nicht-Parkstellung verschoben wird. Anschließend deaktiviert die Steuer- und Regeleinheit zur Verriegelung der Nicht-Parkstellung den Hubmagneten 36. Die Parksperre ist ausgelegt.
In einem Betriebszustand, in dem die Betriebsmitteldruckversorgung 18 drucklos wird, und somit bei einem Ausfall oder einem Abschalten der Betriebsmitteldruckversorgung 18 fällt der konstante, von dem Arbeitsdruck abgeregelte Steuerdruck in dem ersten Steuervolumen 17 des Schaltventils 13 sofort ab, wodurch die Feder 15 den Schaltschieber 14 sofort in die Grundstellung verschiebt. Dadurch wird die zweite Druckkammer 12 bei Ausfall und Abschalten der Betriebsmitteldruckversorgung 18 sofort mit dem drucklosen Betriebsmittelreservoir 16 verbunden. Wenn die Steuer- und Regeleinheit zur Entriegelung der Nicht-Parkstellung den Hubmagneten 36 aktiviert, verschiebt die Feder 44 das Betätigungselement 23 selbstständig, d. h. ohne hydraulische Unterstützung in die Schaltrichtung 26 und legt damit ohne ein Vorliegen eines Arbeitsdrucks die Parksperre ein.
In einem Betriebszustand, in dem die Verriegelungseinheit 31 ausfällt, beispielsweise durch einen defekten Hubmagneten 36, kann das Betätigungselement 23 in die Parkstellung durch ein hydraulisches Überdrücken der durch das Rastelement 34 bereitgestellten Rastierung verschoben werden. Dabei kann der Arbeitsdruck, der zum hydraulischen Überdrücken notwendig ist, alleine durch die primäre Pumpe, alleine durch die zusätzliche Pumpe oder kombiniert bereitgestellt werden. Ein Überdrücken der Rastierung zur Bewegung des Betätigungselements 23 in die Nicht-Parkstellung ist nicht möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008011898 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung mit zumindest einer Betätigungseinheit (10), die zur Betätigung einer Parksperrenklinke zumindest eine zur Schaltung einer Parkstellung vorgesehene Druckkammer (11) und zumindest eine zur Schaltung einer Nicht-Parkstellung vorgesehene Druckkammer (12) aufweist, und mit zumindest einem Schaltventil (13) zur Versorgung der Druckkammern (11, 12) mit einem Arbeitsdruck, das wenigstens einen Schaltschieber (14) und wenigstens eine Feder (15) aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Schaltschieber (14) selbstständig in eine Grundstellung zu verschieben, in der eine der Druckkammern (12) mit einem drucklosen Betriebsmittelreservoir (16) strömungstechnisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (13) ein erstes Steuervolumen (17) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine gegen die Feder (15) wirkende Kraft bereitzustellen, und ein zweites Steuervolumen (47) aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine mit der Feder (15) wirkende Kraft bereitzustellen.
Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Betriebsmitteldruckversorgung (18), die dazu vorgesehen ist, einen konstanten Steuerdruck in dem ersten Steuervolumen (17) des Schaltventils (13) einzustellen.
Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (15) dazu vorgesehen ist, bei einem Ausfall und/oder einem Abschalten der Betriebsmitteldruckversorgung (18) den Schaltschieber (14) sofort in die Grundstellung selbstständig zu verschieben.
Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (40), das dazu vorgesehen ist, einen Steuerdruck in dem zweiten Steuervolumen (47) einzustellen.
Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Schaltventil (19), das dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand einen Betriebsmittelfluss aus der zur Schaltung der Parkstellung vorgesehenen Druckkammer (11) zumindest zu verzögern.
Kraftfahrzeugparksperrenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Rückschlagventil (20), das dazu vorgesehen ist, eine Luftansaugung der zur Schaltung der Parkstellung vorgesehenen Druckkammer (11) zu erlauben.