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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Parksperreneinrichtung mittels eines Hydrauliksystems gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Die
DE 10 2011 109 377 A1 beschreibt eine hydraulische Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe. Zur Steuerung einer Parksperre ist eine Ventileinheit vorhanden, wobei ein Vorsteuerventil einen Steuerdruck auf die Ventileinheit leitet.
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Aus der
DE 10 2013 222 984 A1 ist eine Getriebevorrichtung mit einem eine Pumpeneinrichtung umfassenden Hydrauliksystem bekannt. Die Getriebevorrichtung ist als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt. Eine erste Pumpeneinheit der Pumpeneinrichtung ist als verstellbare Flügelzellenpumpe ausgebildet, während eine zweite Pumpeneinheit der Pumpeneinrichtung eine Konstantpumpe ist.
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Die erste Pumpeneinheit stellt vorliegend die Getriebehauptpumpe dar, die mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Getriebeeingangswelle in an sich bekannter Art und Weise gekoppelt ist und somit von einer mit der Getriebeeingangswelle der Getriebevorrichtung verbindbaren Antriebsmaschine antreibbar ist. Im Unterschied hierzu ist die zweite Pumpeneinheit mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt, die wiederum in an sich bekannter Art und Weise mit einem Abtrieb eines mit der Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist und bei Fahrzeuggeschwindigkeiten größer null mit einer mit einer Abtriebsdrehzahl korrespondierenden Antriebsdrehzahl angetrieben wird. Eine Druckseite der ersten Pumpeneinheit steht mit einem Primärdruckkreis des Hydrauliksystems in Verbindung, in dem ein Systemdruck bzw. ein Hauptdruck vorliegt, der wiederum über ein vorsteuerbares Systemdruckventil einstellbar ist.
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Über die erste Pumpeneinheit erfolgt eine bedarfsgerechte hydraulische Versorgung zugeordneter Aktoren. So werden beispielsweise den beiden Kupplungen eines Doppelkupplungssystems der Getriebevorrichtung zugeordnete Kupplungsventile sowie ein Parksperrensystem ausgehend vom Primärdruckkreis bzw. der ersten Pumpeneinheit mit Hydraulikfluid versorgt. Die zweite Pumpeneinheit ist einem weiteren Druckkreis zugeordnet, der einen eigenen Niederdruckkreis darstellt, und versorgt eine Schmierspinne einer Radsatzkühlung und des Weiteren eine Allradkupplung, die eine sogenannte Hang-on-Kupplung darstellt.
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Das Parksperrensystem bzw. die Parksperreneinrichtung der Getriebevorrichtung ist mit einem entgegen einer Stellkraft einer Federeinrichtung vorsteuerbaren Parksperrenventil ausgebildet, an dem in einem definierten Betriebszustandsbereich eines Positionsventils der Hauptdruck anlegbar ist. Das Positionsventil ist entgegen einer Stellkraft einer Federeinrichtung über eine Vorsteuerung vorsteuerbar ausgeführt. Ein Druckraum eines Parksperrenzylinders ist in einem definierten Betriebszustandsbereich des Parksperrenventils zum Auslegen der Parksperreneinrichtung oder zum hydraulischen Halten der Parksperreneinrichtung in ausgelegtem Zustand über das Parksperrenventil mit dem Hauptdruck des Primärdruckkreises beaufschlagbar, während der Druckraum in einem weiteren Betriebszustandsbereich des Parksperrenventils über dieses mit einem drucklosen Bereich in Verbindung steht und die Parksperreneinrichtung in ihren eingelegten Betriebszustand überführbar ist.
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Nachteilhafterweise verursachen sogenannte Einfachfehler im Bereich des Parksperrenventils und/oder des Positionsventils während ungünstiger Betriebszustandsverläufe des Hydrauliksystems ungewollte Betätigungen des Parksperrensystems oder verhindern angeforderte Betriebszustandswechsel der Parksperreneinrichtung, was jedoch unerwünscht ist und eine Fahrzeugvefügbarkeit beeinträchtigt.
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Dabei werden vorliegend unter einem sogenannten Einfachfehler des Parksperrenventils oder der Positionsventils Betriebszustände verstanden, zu denen das Parksperrenventil oder das Positionsventil jeweils von der angreifenden Stellkraft aufgrund von Klemmbetriebszuständen oder aufgrund fehlerhafter Druckregler nicht im angeforderten Umfang betätigbar sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Parksperreneinrichtung mittels eines Hydrauliksystems zur Verfügung zu stellen, mittels dem ein Einlegen der Parksperreneinrichtung auf einfache Art und Weise durchführbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Parksperreneinrichtung mittels eines Hydrauliksystems mit einem entgegen einer Stellkraft vorsteuerbaren Parksperrenventil, an dem in einem definierten Betriebszustandsbereich des Positionsventils ein Hauptdruck anlegbar ist, das entgegen einer Stellkraft über eine Vorsteuerung vorsteuerbar ausgeführt ist, wobei ein Druckraum eines Parksperrenzylinders in einem definierten Betriebszustandsbereich des Parksperrenventils zum Auslegen der Parksperreneinrichtung oder zum hydraulischen Halten der Parksperreneinrichtung in ausgelegtem Zustand über das Parksperrenventil mit dem Hauptdruck beaufschlagbar ist, während der Druckraum in einem weiteren Betriebszustandsbereich des Parksperrenventils über dieses mit einem drucklosen Bereich in Verbindung steht und die Parksperre einlegbar ist, werden bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung ausgehend von einem ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung der am Parksperrenventil anliegende Vorsteuerdruck sowie der gegebenenfalls am Parksperrenventil über das Positionsventil anliegende Hauptdruck jeweils auf definierte Druckniveaus geführt, zu den das Parksperrenventil von der angreifenden Stellkraft gegen den Vorsteuerdruck und gegen den Druck zwischen dem Parksperrenventil und dem Parksperrenzylinder in seinen weiteren Betriebszustandsbereich überführbar ist.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist die Parksperreneinrichtung bei einem erkannten Einfachfehler im Bereich des Positionsventils in gewünschtem Umfang einlegbar, da durch Absenken des Hauptdrucks die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils deaktiviert wird und das Parksperrenventil von der Stellkraft in seinen weiteren Betriebszustandsbereich überführbar ist.
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Wird bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung ausgehend von einem ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung der Vorsteuerdruck der Vorsteuerung der Stellkraft entgegenwirkend am Positionsventil angelegt, wird die Zuleitung des Hauptdruckes in Richtung des Parksperrenventils und somit des Parksperrenzylinders im Bereich des Positionsventils auf einfache Art und Weise getrennt, womit einerseits die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils deaktivierbar ist und der Parksperrenzylinder über das Parksperrenventil zum Einlegen der Parksperre entlüftbar ist.
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Liegt der Druck zwischen dem Parksperrenventil und dem Druckraum zusätzlich als Steuerdruck und der Stellkraft entgegenwirkend am Parksperrenventil an, wird bei Vorliegen einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung der Vorsteuerdruck am Parksperrenventil entgegen der angreifenden Stellkraft angelegt, wenn erkannt wird, dass der Druck zwischen dem Parksperrenventil und dem Druckraum des Parksperrenventils kleiner als ein Schwellwert ist, zu dem das Parksperrenventil von der Stellkraft in einen weiteren Betriebszustandsbereich überführt wird, während der am Positionsventil anliegende Vorsteuerdruck auf ein Druckniveau eingestellt wird, dass das Positionsventil von dieser Stellkraft in seinen definierten Betriebszustandsbereich überführt oder in diesem gehalten wird.
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Mittels dieser Variante der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird eine Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils bei reduziertem Hauptdruck aktiviert und der Hauptdruck in gewünschtem Umfang am Parksperrenzylinder angelegt, um die Parksperreneinrichtung während definierter Betriebszustandsverläufe des Hydrauliksystems sicher in ausgelegtem Zustand halten zu können. Hierfür wird das Parksperrenventil über den Vorsteuerdruck entgegen der angreifenden Stellkraft angesteuert, dass der über das Positionsventil am Parksperrenventil anliegende Hauptdruck über das Parksperrenventil in Richtung des Parksperrenzylinders weitergeleitet und die Parksperre in ausgelegtem Betriebszustand gehalten wird.
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Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Parksperreneinrichtung bei Vorliegen einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung und einem Betriebszustand einer ersten Druckmittelquelle, in dem das Fördervolumen der ersten Druckmittelquelle sowie der von der ersten Druckmittelquelle zur Verfügung stehende Hauptdruck wenigstens annähernd null sind, sowie einem Betriebszustand einer zweiten Druckmittelquelle, in dem der Förderstrom der zweiten Druckmittelquelle und ein von der zweiten Druckmittelquelle zur Verfügung stehender Hauptdruck größer null sind, dadurch in Richtung ihres ausgelegten Betriebszustandes mit Hydraulikdruck beaufschlagt, dass die der zweiten Druckmittelquelle zugeordnete vorsteuerbare Ventileinrichtung zur Einstellung eines Hauptdruckes entsprechend vorgesteuert wird, wobei das Parksperrenventil vom Hauptdruck und/oder vom Vorsteuerdruck in Richtung seines definierten Betriebszustandsbereiches betätigt wird.
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Mittels dieser Vorgehensweise wird beispielsweise während eines Segelbetriebszustandes bei gleichzeitig abgeschalteter Antriebsmaschine, während dem die erste Druckmittelquelle keinen Volumenstrom liefert, über die zweite Druckmittelquelle die hydraulische Steuerung bzw. das Hydrauliksystem nach wie vor mit Hydraulikfluid versorgt. Durch entsprechende Vorsteuerung der der zweiten Druckmittelquelle zugeordneten vorsteuerbaren Ventileinrichtung ist vorzugsweise ein Hauptdruck einstellbar, der größer als der Haltedruck des Parksperrenventils ist. Damit wird erreicht, dass auch bei abgeschalteter Antriebsmaschine das Parksperrenventil in seinen definierten Betriebszustandsbereich überführt ist, um die Parksperreneinrichtung mittels des über das Parksperrenventil dann anliegenden Hauptdruckes hydraulisch in ausgelegten Betriebszustand zu halten.
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Die Parksperreneinrichtung ist mit hoher Spontaneität in seinen eingelegten Betriebszustand überführbar, wenn der Hauptdruck und der am Parksperrenventil anliegende Vorsteuerdruck bei Erkennen einer Fehlfunktion des Positionsventils auf die definierten Druckniveaus geführt werden.
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Werden der Hauptdruck und der am Parksperrenventil anliegende Vorsteuerdruck bei einer aktiven Betätigung einer über das Positionsventil mit Hauptdruck beaufschlagbaren Fahrkupplung eines Automatgetriebes auf die definierten Druckniveaus geführt, wird ein schlagartiges Trennen der Fahrkupplung von der Hauptdruckversorgung sowie eine Beeinträchtigung eines Fahrkomforts vermieden.
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Wird die Parksperreneinrichtung bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung dadurch in eingelegten Betriebszustand gehalten oder in den eingelegten Betriebszustand überführt, dass am Positionsventil der in Richtung des weiteren Betriebszustandsbereichs des Positionsventils und entgegen der Stellkraft wirkende Vorsteuerdruck angelegt wird, während eine Betätigung des Parksperrenventils durch den Vorsteuerdruck sowie durch den Druck zwischen dem Parksperrenventil und dem Druckraum des Parksperrenzylinders entgegen der Stellkraft des weiteren Betriebszustandsbereichs des Parksperrenventils unterbleibt, wird die Parksperreneinrichtung bei Auftreten eines Einfachfehlers im Bereich des Parksperrenventils oder im Bereich des Positionsventils in gewünschtem Umfang in ihrem eingelegten Betriebszustand gehalten oder in diesen überführt.
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Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung ausgehend von einem ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung die Einlegezeit der Parksperreneinrichtung bestimmt, wobei bei Ermitteln einer Einlegezeit größer als ein definierter Zeitraum ein Fehler im Bereich des Parksperrenventils erkannt wird. Damit ist beispielsweise während eines Wiederstarts einer Antriebsmaschine eine geeignete Ansteuersequenz für das Positionsventil vorsehbar, um die Parksperreneinrichtung im angeforderten Umfang in ihren eingelegten oder in ihren ausgelegten Betriebszustand zu überführen oder jeweils in diesem zu halten.
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Wird bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung ein Parksperrensensor überwacht, mittels dem ein Betriebszustand der Parksperreneinrichtung bestimmbar ist, wobei bei Erkennen eines Betriebszustandswechsels in Richtung des ausgelegten Betriebszustands des Parksperreneinrichtung eine Fehlfunktion des Parksperrenventils ermittelt wird, ist beispielsweise eine Motorstartphase in einem Drehzahlbereich unterhalb einer Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine auf einfache Art und Weise überwachbar und bei Auftreten einer Fehlfunktion im Bereich der Parksperreneinrichtung ein sofortiger Fehlereintrag bei gleichzeitiger Information eines Fahrers auf einfache Art und Weise durchführbar.
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Eine Fahrzeugverfügbarkeit ist mit geringem Aufwand dadurch erhöhbar, dass das Positionsventil bei Anliegen des maximalen Vorsteuerdruckes der Vorsteuerung am Positionsventil bei Erkennen eines Fehlerfalls im Bereich eines Druckreglers, in dessen Bereich der Vorsteuerdruck des Positionsventils einstellbar ist, durch entsprechendes Anlegen eines weiteren Vorsteuerdruckes gegen den Vorsteuerdruck der Vorsteuerung in Richtung seiner weiteren Betriebszustandsbereiches betätigt wird.
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Wird die Parksperreneinrichtung bei Vorliegen einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung über eine Arretiereinrichtung in ausgelegtem Betriebszustand gehalten, während die Arretiereinrichtung bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen einer Parksperreneinrichtung deaktiviert wird, ist die Parksperreneinrichtung selbst beim Ausfall des hydraulischen Selbsthalts der Parksperreneinrichtung sicher in ausgelegtem Betriebszustand arretiert und mit geringem Aufwand in ihren eingelegten Betriebszustand überführbar.
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Der Hauptdruck wird bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Erkennen einer Fehlfunktion der Arretiereinrichtung auf ein Druckniveau größer als eine Schwelle eingestellt oder gehalten, auf dem die Parksperreneinrichtung mittels des Hauptdrucks in den ausgelegten Betriebszustand überführbar oder im ausgelegten Betriebszustand haltbar ist.
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Der Hauptdruck wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens permanent ermittelt, wobei während Betriebszustandsverläufen des Hydrauliksystems, während welchen der Hauptdruck von einem Druckniveau von wenigstens annährend gleich null in Richtung eines Druckniveaus ansteigt, in welchem die Parksperreneinrichtung durch den Hauptdruck in ausgelegtem Betriebszustand haltbar ist, das Parksperrenventil und das Positionsventil in einem für das Beaufschlagen des Druckraums des Parksperrenzylinders mit dem Hauptdruck erforderlichen Umfang betätigt werden, wenn eine Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung oder zum Halten der Parksperreneinrichtung in ausgelegtem Betriebszustand vorliegt. Damit ist auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass Betriebszustandsverläufe, während welchen kein Hauptdruck zur Verfügung steht, über eine entsprechende Überwachungsfunktion detektiert werden. Sobald wieder ein für den hydraulischen Selbsthalt der Parksperreneinrichtung erforderlicher Hauptdruck vorliegt, ist eine sofortige Reaktivierung des hydraulischen Selbsthalts der Parksperreneinrichtung durchführbar, um die Parksperreneinrichtung hydraulisch in ausgelegtem Betriebszustand halten zu können.
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Die für das Beaufschlagen des Druckraums des Parksperrenzylinders mit Hauptdruck erforderliche Betätigung des Parksperrenventils und des Positionsventils wird bei Vorliegen einer Anforderung zum Beaufschlagen weiterer hydraulischer Verbraucher mit dem Hauptdruck unterbrochen oder unterbleibt, wenn die Versorgung dieser weiteren hydraulischen Verbraucher mit Hauptdruck höher priorisiert ist als die Beaufschlagung des Druckraums der Parksperreneinrichtung mit Hauptdruck. Damit ist auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass höher priorisierte Funktionen des Automatgetriebes, wie beispielsweise ein Gangeinlegen oder Befüllvorgänge von Kupplungen, anforderungsgemäß umgesetzt werden und durch den Aufbau des hydraulischen Selbsthalts der Parksperreneinrichtung nicht beeinträchtigt werden.
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Die Betriebszustände der zur Einstellung des Vorsteuerdruckes der Vorsteuerung des Positionsventils und des Vorsteuerdruckes des Parksperrenventiles vorgesehenen Druckregler werden bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht, wobei bei Ermitteln von Betriebszuständen der Druckregler, die einen Abfall des Drucks im Druckraum des Parksperrenzylinders auf ein Druckniveau zulassen, zu dem die Parksperreneinrichtung in ihren eingelegten Betriebszustand überführbar ist, und bei Vorliegen einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung eine Zeitüberwachung gestartet wird, und wobei die Drucksteller jeweils in einen Betriebszustand überführt werden, in den der Druck im Druckraum auf ein Druckniveau geführt wird, bei dem die Parksperreneinrichtung in ihren ausgelegten Betriebszustand übergeht oder in ihrem ausgelegten Betriebszustand gehalten wird, wenn die Drucksteller nach Ablauf eines definierten Zeitraums jeweils in dem Betriebszustand vorliegen, die den Abfall des Drucks im Druckraum des Parksperrenzylinders auf das Druckniveau zulassen, zu dem die Parksperre in ihrem eingelegten Betriebszustand überführbar ist.
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Diese Vorgehensweise stellt eine zielstrombasierte Überwachung der Drucksteller dar, mittels der eine Ansteuerkombinatorik erkennbar ist, die zum Abfall des hydraulischen Selbsthalts der Parksperreneinrichtung führt. Über die zielstrombasierte Überwachung ist innerhalb einer applizierbaren Zeit erkennbar, ob sich der hydraulische Selbsthalt im Bereich der Parksperreneinrichtung ohne weitere Maßnahmen selbstständig einstellt oder ob eine Reaktivierung des hydraulischen Selbsthalts über eine entsprechende Betätigung der Druckregler aktiv durchzuführen ist.
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Unter einem drucklosen Bereich wird vorliegend ein Raum des Hydrauliksystems bzw. eines Automatikgetriebes verstanden, in welchem Umgebungsdruck herrscht. Über die Bezeichnung drucklos soll vorliegend zum Ausdruck gebracht werden, dass in dem drucklosen Bereich aus dem Umgebungsdruck keine Kraftwirkung entsteht, da dieser auf alle Flächen in allen Raumrichtungen wirkt.
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Zusätzlich wird vorliegend unter dem Begriff Hauptdruck oder Arbeitsdruck nachfolgend ein Druck verstanden, mit welchem ein Verbraucher, beispielsweise ein Hydraulikmotor oder ein Hydraulikzylinder beaufschlagt wird, welcher der Verbraucher eines Hydrauliksystems ist, in dessen Bereich der Druck in eine Kraft oder ein Drehmoment umgewandelt wird. Im Gegensatz zum Hauptdruck wird unter einem Vorsteuerdruck oder einem Steuerdruck kein Verbraucher mit einer hydraulischen Energie versorgt, sondern ein hydraulisches Ventil bewegt bzw. betätigt oder geschaltet.
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Grundsätzlich ist das Hydrauliksystem sowohl mit Druckreglern mit steigender Strom-Druck-Kennlinie oder mit fallender Strom-Druck-Kennlinie ausführbar. Dabei nimmt bei Druckreglern mit steigender Strom-Druck-Kennlinie der eingeregelte Druckwert mit steigendem Wert des elektrischen Stroms zu, der den Druckregler durchfließt. Das bedeutet, dass bei einem Stromausfall der eingestellte Druckwert theoretisch auf null bzw. Umgebungsdruck absinkt. Im Unterschied hierzu sinkt der Wert des geregelten Drucks bei einem Druckregler mit fallender Strom-Druck-Kennlinie mit steigendem Stromwert, sodass bei einem Stromausfall der geregelte Druck bzw. Vorsteuerdruck seinen Maximalwert annimmt. Letztere Eigenschaft ist beispielsweise für Notschaltungen relevant, in welchen gewährleistet sein muss, dass bei einem Stromausfall im Getriebe bestimmte Kupplungen durch Aufrechterhaltung der Druckbeaufschlagung geschlossen gehalten werden und somit eine Übersetzungsstufe geschaltet ist, in welcher das Fahrzeug fortbewegungsfähig bleibt.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zu Gunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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Es zeigen:
- 1 einen Teil eines Hydrauliksystems eines mit einer Parksperreneinrichtung ausgeführten Automatgetriebes in eingelegtem Betriebszustand der Parksperreneinrichtung;
- 2 eine 1 entsprechende Darstellung des Hydrauliksystems in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperreneinrichtung;
- 3 eine 1 entsprechende Darstellung des Hydrauliksystems während eines Einlegevorgangs der Parksperreneinrichtung;
- 4 das Hydrauliksystem gemäß 1 bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung;
- 5 das Hydrauliksystem gemäß 1 bei klemmendem Positionsventil bei gleichzeitiger Entlüftung der Parksperreneinrichtung über ein Parksperrenventil;
- 6 das Hydrauliksystem gemäß 1 bei klemmendem Positionsventil und gleichzeitiger Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung;
- 7 das Hydrauliksystem gemäß 1 während eines Segelbetriebs bei gleichzeitig abgeschalteter Antriebsmaschine sowie einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Schwelle;
- 8 das Hydrauliksystem gemäß 1 bei ausgelegter Parksperreneinrichtung und gesetztem Positionsventil, um ein unbeabsichtigtes Auslegen zu verhindern;
- 9 ein Ablaufdiagramm einer Diagnose der Funktionsweise des Parksperrenventils; und
- 10 ein Ablaufdiagramm einer Überwachung des hydraulischen Selbsthaltes der Parksperreneinrichtung.
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1 zeigt einen Teil eines Hydrauliksystems 1 eines Automatgetriebes 2 bzw. eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Hydrauliksystem 1 umfasst eine Pumpeneinrichtung 3 mit zwei Pumpeneinheiten 4, 5, wobei die erste Pumpeneinheit bzw. Druckmittelquelle 4 als verstellbare Flügelzellenpumpe und die zweite Pumpeneinheit 5 bzw. die zweite Druckmittelquelle als Konstantpumpe ausgebildet ist. Die erste Pumpeneinheit 4 stellt vorliegend die Getriebehauptpumpe dar, die mit einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Getriebeeingangswelle in an sich bekannter Art und Weise gekoppelt ist und somit von einer mit der Getriebeeingangswelle des Automatgetriebes 2 verbindbaren Antriebsmaschine, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine, antreibbar ist. Im Unterschied hierzu ist die zweite Pumpeneinheit 5 mit der Getriebeausgangswelle des Automatgetriebes 2 gekoppelt, die wiederum in an sich bekannter Art und Weise mit einem Abtrieb eines mit dem Automatgetriebe 2 ausgeführten Fahrzeugantriebsstrang verbindbar ist und mit einer zur Abtriebsdrehzahl äquivalenten Antriebsdrehzahl antreibbar ist.
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Eine Druckseite 6 der ersten Pumpeneinheit 4 steht mit einem Primärdruckkreis 7 in Verbindung, in dem ein Hauptdruck p_sys bzw. ein Systemdruck vorliegt, der wiederum über ein vorsteuerbares Systemdruckventil 8 bzw. eine vorsteuerbare Ventileinrichtung einstellbar ist. Stromab des Systemdruckventils 8 ist eine ebenfalls vorsteuerbare Ventileinheit 9 vorgesehen, die ein sogenanntes Kühlventil darstellt. In der in 1 dargestellten Schaltstellung der Ventileinheit 9 ist der Primärdruckkreis 7 mit einem weiteren Druckkreis 10 verbunden, der einen eigenen Niederdruckkreis darstellt und über den eine Schmierspinne der Radsatzkühlung und des Weiteren eine Allradkupplung mit Hydraulikfluid versorgbar sind. In einer weiteren Schaltstellung der Ventileinheit 9 ist der Primärdruckkreis 7 mit einem zusätzlichen Druckkreis 12 verbunden, über den die beiden Kupplungen K1 und K2 des Doppelkupplungssystems des Automatgetriebes 2 mit der betriebszustandsabhängig jeweils erforderlichen Kühlölmenge beaufschlagt werden.
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Eine Druckseite 14 der zweiten Pumpeneinheit 5 ist bei positivem Druckgefälle zwischen der Druckseite 14 und dem Primärdruckkreis 7 über ein Rückschlagventil 15 mit dem Primärdruckkreis 7 verbunden. Ein Druck der Druckseite 14 der zweiten Pumpeneinheit 5 ist in Abhängigkeit einer weiteren vorsteuerbaren Ventileinrichtung 17 variierbar.
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Zusätzlich liegt der Systemdruck p_sys an einem Druckreduzierventil 18 an, in dessen Bereich der Systemdruck p_sys auf ein definiertes Druckniveau eines Reduzierdrucks p_red begrenzt wird, der an Druckreglern EDS1, EDS2, EDS3, EDS4 und EDS 8 anliegt. Die Druckregler EDS1 bis EDS8 sind jeweils mit Strom beaufschlagbar, wobei in Abhängigkeit des jeweils anliegenden Steuerstroms und des Reduzierdrucks p_red im Bereich der Druckregler EDS1 bis EDS8 ein Vorsteuerdruck p_EDS1, p_EDS2, p_EDS3, p_EDS4 oder p_EDS8 eingestellt wird, der jeweils in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise im Bereich verschiedener Ventile als Vorsteuerdruck anlegbar ist.
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Über die Pumpeneinrichtung 3 erfolgt eine bedarfsgerechte hydraulische Versorgung zugeordneter Aktuatoren. So werden beispielsweise den beiden Kupplungen K1 und K2 zugeordnete Kupplungsventile 19, 20 sowie eine Parksperreneinrichtung 21 ausgehend vom Primärdruckkreis 7 bzw. der ersten Pumpeneinheit 4 über das Positionsventil POSV versorgt, wenn dieses in der in 1 dargestellten Schaltstellung bzw. in dem gezeigten Betriebszustandsbereich vorliegt.
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Während üblicher Betriebsbedingungen, während welchen eine vorliegend als Brennkraftmaschine ausgeführte Antriebsmaschine eines mit dem Automatgetriebe 2 ausgeführten Fahrzeugantriebsstrangs zugeschaltet ist sowie eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle größer null ist und gleichzeitig eine Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eine Antriebsgeschwindigkeit ebenfalls größer null ist, wird der Radsatz des Automatgetriebes 2 und auch die Allradkupplung zumindest ausgehend von der zweiten Pumpeneinheit 5 über den weiteren Druckkreis 10 mit Hydraulikfluid versorgt. Da die Belastung des Radsatzes des Automatgetriebes mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit üblicherweise zunimmt, erfolgt durch die zweite Pumpeneinheit 5, deren Pumpenantriebsdrehzahl bzw. deren Förderstrom proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist, automatisch in bestimmten Betriebspunkten eine bedarfsgerechte Kühlung.
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Ist die Antriebsmaschine des Fahrzeugantriebsstrangs bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten, beispielsweise während eines Segelbetriebs, abgeschaltet und fördert die erste Pumpeneinheit 4 kein Hydraulikfluid, besteht die Möglichkeit, den Primärdruckkreis 7 über das Rückschlagventil 15 ausgehend von der dann mit der Abtriebsdrehzahl bzw. mit einer hierzu äquivalenten Drehzahl angetriebenen zweiten Pumpeneinheit 5 mit Hydraulikfluid zu versorgen. Wird der Druck auf der Druckseite 14 der zweiten Pumpeneinheit 5 über die Ventileinrichtung 17 angehoben, besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebspunkten des Automatgetriebes 2 bzw. des damit ausgeführten Fahrzeugantriebsstrangs eine eingeschränkte Funktionalität des Automatgetriebes 2, beispielsweise eine Gangnachführung, eine Kupplungskühlung oder eine Beaufschlagung der Parksperreneinrichtung 21 mit Hydraulikfluid, über die zweite Pumpeneinheit 5 aufrecht zu erhalten.
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In Bezug auf die Druckseite 6 der ersten Pumpeneinheit 4 ist stromab des Positionsventils POSV ein Parksperrenventil PSV der Parksperreneinrichtung 21 vorgesehen, über das ein Druckraum 22 eines Parksperrenzylinders 23 der Parksperreneinrichtung 21 entweder mit dem Positionsventil POSV oder einem drucklosen Bereich 24 in Wirkverbindung bringbar ist, wobei letztgenannter Betriebszustand des Parksperrenventils PSV in 1 gezeigt ist.
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Generell ist über das Hydrauliksystem 1 und deren Ventilschaltung eine Ansteuerung der elektrohydraulischen Parksperreneinrichtung 21, die Teil eines sogenannten Park-By-Wire-System ist, in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise durchführbar, um während eines Einfachfehlers im Bereich des Positionsventils POSV oder im Bereich des Parksperrenventils PSV ein Einlegen oder Auslegen der Parksperreneinrichtung zu gewährleisten und darüber hinaus entweder ein ungewolltes Einfallen der Parksperreneinrichtung 21 oder ein ungewolltes Auslegen der Parksperreneinrichtung 21 zu verhindern.
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Bei der Verbindung des Druckraums 22 des Parksperrenzylinders 23 mit dem Positionsventil POSV über das Parksperrenventil PSV wird in dem in 1 dargestellten Betriebszustand des Positionsventils POSV der Systemdruck p_sys angelegt, wobei oberhalb einer definierten Druckschwelle des Systemdrucks p_sys ein Parksperrenkolben 25 der Parksperreneinrichtung 21 entgegen einer Federkraft einer Federeinrichtung 26 aus der in 1 dargestellten Position, die mit dem eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 korrespondiert, in eine in 2 gezeigte Stellung verschoben wird, die wiederum mit dem ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 korrespondiert. Somit wirkt der Systemdruck p_sys im Parksperrenzylinder 23 als Arbeitsdruck, da in dem Parksperrenzylinder 23 hydraulische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird.
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In eingelegtem Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 liegt eine formschlüssige Verbindung zwischen einer gehäuseseitig festgelegten Parksperrenklinke und der Abtriebsseite des Automatgetriebes 2 vor, die in eingelegtem Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 in bekanntem Umfang drehfest von der Parksperrenklinke gehalten wird. Bei einer Druckbeaufschlagung des Parksperrenzylinders 23 wird die formschlüssige Verbindung der Parksperreneinrichtung 21 gelöst, was dem ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 entspricht. Unterhalb einer Betätigungsdruckschwelle des Drucks im Druckraum 22 des Parksperrenzylinders 23 wird der Parksperrenkolben 25 von der Federeinrichtung 26 ausgehend vom ausgelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 aus der in 2 gezeigten Stellung in Richtung der in 1 dargestellten Position verschoben, wenn gleichzeitig eine elektromagnetisch betätigbare Arretiereinrichtung 27, über die die Parksperreneinrichtung 21 in ausgelegtem Betriebszustand haltbar ist, deaktiviert ist.
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Sowohl das Positionsventil POSV als auch das Parksperrenventil PSV werden jeweils von einer Federeinrichtung 28 bzw. 29 in den in 1 dargestellten Betriebszuständen gehalten, solange der am Positionsventil POSV anlegbare Vorsteuerdruck p_EDS3 und der am Parksperrenventil PSV entgegen der Stellkraft der Federeinrichtung 29 anlegbare Vorsteuerdruck p_EDS4 des Druckreglers EDS4 unterhalb einer definierten Druckschwelle liegen. Zusätzlich ist der Vorsteuerdruck p_EDS3 auch am Systemdruckventil 8 anlegbar, während der Vorsteuerdruck p_EDS4 zusätzlich zur Vorsteuerung des Parksperrenventils PSV auch zur Steuerung der Fördermenge der ersten Pumpeneinheit 4 vorgesehen ist.
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Der Vorsteuerdruck p_EDS8 ist vorliegend dem Vorsteuerdruck p_EDS3 entgegenwirkend am Positionsventil POSV und zusätzlich an der vorsteuerbaren Ventileinrichtung 17 anlegbar, um eine Verteilung von Hydraulikfluid in Richtung der Schmierspinne sowie des zusätzlichen Druckkreises 12 zu beeinflussen.
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Über die Kombinatorik der Anbindung der drei Druckregler EDS3, EDS4 und EDS8 ergeben sich die später näher beschriebenen funktionalen Eigenschaften des Hydrauliksystems 1.
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Das Parksperrenventil PSV und das Positionsventil POSV sind in Reihenschaltung angeordnet. Das Positionsventil POSV wird über einen Filter 30 mit dem Systemdruck p_sys versorgt. Wird das Parksperrenventil PSV aus dem in 1 dargestellten Betriebszustandsbereich in den in 2 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt, liegt neben dem Vorsteuerdruck p_EDS4 auch der Druck zwischen dem Parksperrenventil PSV und dem Druckraum 22 des Parksperrenzylinders 23 gleichwirkend zum Vorsteuerdruck p_EDS4 am Parksperrenventil PSV an. Bei entsprechend hohen Druckwerten des Vorsteuerdruckes p_EDS4 und/oder des Drucks zwischen dem Parksperrenventil PSV und dem Parksperrenzylinder 23 ist eine Selbsthaltung des Parksperrenventils PSV entgegen der angreifenden Stellkraft der Federeinrichtung 29 aktiviert.
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Diese Ausführung des Parksperrenventils PSV hat zur Folge, dass das Parksperrenventil PSV entgegen der Stellkraft der Federeinrichtung 29 in den in 2 dargestellten Betriebszustandsbereich zunächst vom Vorsteuerdruck p_EDS4 überführt wird und anschließend von diesem und/oder vom Druck zwischen dem Parksperrenventil PSV und dem Parksperrenzylinder 23 gehalten wird, solange die aus den anliegenden Druckkräften resultierende Stellkraft größer ist als die Stellkraft der Federeinrichtung 29. Im ungeschobenen Betriebszustand des Parksperrenventils PSV liegt im Druckraum 22 des Parksperrenzylinders 23 jeweils der im Bereich des Positionsventils POSV durchgeschaltete Druck an. Dabei liegt am Parksperrenventil PSV in dem in 1 gezeigten Betriebszustandsbereich des Positionsventil POSV der Systemdruck p-sys an. Wird das Positionsventil POSV vom Vorsteuerdruck p_EDS3 aus dem in 1 dargestellten Betriebszustandsbereich gegen die Stellkraft der Federeinrichtung 28 in den in 3 gezeigten Betriebszustandsbereich überführt, ist das Parksperrenventil PSV über das Positionsventil POSV mit einem Vorbefüllventil 31 verbunden, das zwischen dem Positionsventil POSV und einem drucklosen Bereich 32 des Automatgetriebes 2 angeordnet ist und dessen Ansprechgrenze einem Druckniveau im Druckraum 22 des Parksperrenzylinders 23 entspricht, zu dem die Parksperreneinrichtung 21 in ihren eingelegten Zustand überführbar ist.
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Ist fahrerseitig über einen Wählhebel oder über ein hierzu äquivalentes Bedienelement ein Betriebszustand des Automatgetriebes 2 angefordert, in dem im Automatgetriebe 2 eine Übersetzung für Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt einzulegen ist, oder ein Neutralbetriebszustand des Automatgetriebes 2, während dem ein Kraftfluss im Bereich des Automatgetriebes 2 unterbrochen ist, herzustellen, ist die Parksperreneinrichtung 21 bei einwandfreier Funktionsweise des Hydrauliksystems 1 ausgelegt. Die vorbeschriebenen Betriebszustände des Automatgetriebes 2 korrespondieren mit Wählhebelpositionen bzw. Fahrstufen D, R oder N. In jeder der Fahrstufen D, R oder N sind die Kupplungsventile 19 und 20 sowie das Parksperrenventil PSV über das Positionsventil POSV an die Systemdruckleitung des Hydrauliksystems 1 angebunden und werden über das Positionsventil POSV mit dem Systemdruck p_sys beaufschlagt.
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Ergeht eine entsprechende fahrerseitige Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung 21, wird das Positionsventil POSV aus dem in 1 dargestellten Betriebszustand in den in 3 gezeigten Betriebszustandsbereich überführt. Hierfür wird der Vorsteuerdruck p_EDS8 über den Druckregler EDS8 auf null abgesenkt. Da der Druckregler EDS8 vorliegend als inverser Druckregler ausgeführt ist, wird dieser hierfür maximal bestromt. Gleichzeitig wird der Vorsteuerdruck p_EDS3 auf ein Druckniveau angehoben, zu dem das Positionsventil POSV gegen die Stellkraft der Federeinrichtung 28 in den in 3 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt wird. Das Umschalten des Positionsventils POSV bewirkt, dass der am Parksperrenventil PSV anliegende Druck schlagartig absinkt und die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils PSV bei entsprechend eingestelltem Vorsteuerdruck p_EDS4 deaktiviert wird, womit das Parksperrenventil PSV von der Stellkraft der Federeinrichtung 29 in den in 1 dargestellten Betriebszustandsbereich überführbar ist, in dem der Druckraum 22 des Parksperrenzylinders 23 über das Parksperrenventil PSV mit dem drucklosen Bereich 24 verbunden ist. Dies führt wiederum dazu, dass sich der Druck im Druckraum 22 abbaut und der Parksperrenkolben 25 des Parksperrenzylinders 23 bei deaktivierter Arretiereinrichtung 27 in seine mit dem eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 korrespondierenden und in 1 gezeigte Stellung von der Federeinrichtung 26 überführt wird, womit die Parksperreneinrichtung 21 eingelegt wird. Dabei wird jeweils eine Bewegung des Parksperrenkolbens 25 über einen nicht näher dargestellten Parksperrensensor überwacht.
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Der Entlüftungspfad des Druckraums 22 über das Parksperrenventil PSV in Richtung des drucklosen Bereichs 24 ist in 3 über die stärker ausgeführte Linienführung näher gekennzeichnet. Durch das Umschieben des Positionsventils POSV wird der zwischen dem Positionsventil POSV und dem Parksperrenventil PSV sowie der zu den Kupplungsventilen 19 und 20 führende und in 4 mit stärkerer Linienführung hervorgehobene Leitungsbereich des Hydrauliksystems 1 drucklos geschaltet bzw. auf das Druckniveau bzw. die Ansprechgrenze des Vorbefüllventils 31 geführt. Über das Vorbefüllventil 31 wird unter Betriebsbedingungen lediglich das Leerlaufen der Kupplung K2 verhindert. Hierfür ist auch der Kupplung K1 ein weiteres Vorbefüllventil 33 zugeordnet.
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Um bei Vorliegen eines Einfachfehlers im Bereich des Parksperrenventils PSV oder im Bereich des Positionsventils POSV und bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Parksperreneinrichtung 21 ausgehend von einem ausgelegten Betriebszustand gewährleisten zu können, dass die Parksperreneinrichtung 21 anforderungsgemäß in den eingelegten Betriebszustand überführbar ist, ist das Hydrauliksystem 1 mit der nachfolgend näher beschriebenen Redundanz ausgeführt und wie folgt betätigbar.
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Ist das Positionsventil POSV aufgrund eines Klemmbetriebszustands oder eines Ausfalls des Druckreglers EDS3 nicht aus dem in 5 bzw. 6 dargestellten Betriebszustandsbereich entgegen der Stellkraft der Federeinrichtung 28 in den in 4 gezeigten Betriebszustandsbereich überführbar, wird die Selbsthaltung des Parksperrenventils PSV durch Reduzieren des Vorsteuerdrucks p_EDS4 im Bereich des Druckreglers EDS4 und gleichzeitige Absenkung des Systemdrucks p_sys deaktiviert, sodass das Parksperrenventil PSV von der Stellkraft der Federeinrichtung 29 aus dem in 6 dargestellten Betriebszustandsbereich in den in 5 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt wird, in dem der über das Positionsventil POSV in dem durch die stärkere Strichführung näher gekennzeichneten Umfang anliegende Systemdruck p_sys im Bereich des Parksperrenventils PSV vom Druckraum 22 getrennt ist, während der Druckraum 22 über das Parksperrenventil PSV mit dem drucklosen Bereich 24 in Wirkverbindung steht und entlüftet wird. In diesem Betriebszustand des Hydrauliksystems 1 ist die Parksperreneinrichtung 21 drucklos geschaltet, womit die Parksperreneinrichtung 21 bei gleichzeitig deaktivierter Arretiereinrichtung 27 in ihren eingelegten Betriebszustand übergeht.
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Da die Druckverbindung zwischen dem Systemdruck p_sys führenden Primärdruckkreis 7 und dem Parksperrenzylinder 23 über die beiden voneinander unabhängig betätigbaren Ventile, d. h. das Positionsventil POSV und das Parksperrenventil PSV, erfolgt, ist die Parksperreneinrichtung 21 auch bei Vorliegen eines Einfachfehlers im Bereich des Parksperrenventils PSV im angeforderten Umfang einlegbar. Klemmt das Parksperrenventil PSV in dem in 6 dargestellten Betriebszustandsbereich, wird das einwandfrei funktionierende Positionsventil POSV durch entsprechende Betätigung über den Vorsteuerdruck p_EDS3 in seinen in 4 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt, das Parksperrenventil PSV mit dem Vorbefüllventil 31 verbunden und der Parksperrenzylinder 31 über das Vorbefüllventil 31 entleert. Eine zwischen dem Positionsventil POSV und dem Parksperrenventil PSV vorgesehene Drosseleinrichtung 34 dient beim Auslegen der Parksperreneinrichtung 21 zum Begrenzen des dabei in den Druckraum 22 eingeleiteten Ölstroms, um Systemdruckeinbrüche zu vermeiden.
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Des Weiteren bietet die Ausführung des Hydrauliksystems 1 auch die Möglichkeit, auch die Parksperreneinrichtung 21 während definierter Betriebszustandsverläufe des Automatgetriebes 2 bzw. des Hydrauliksystems 1 bei Vorliegen einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung 21 bei Vorleigen eines Einfachfehlers im Bereich des Parksperrenventil PSV oder im Bereich des Positionsventils POSV in ausgelegtem Betriebszustand zu halten.
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Sind beispielsweise die Betriebszustände D, R, N angefordert, während welchen die Parksperreneinrichtung 21 im fehlerfreien Betrieb ausgelegt ist, und liegt auch keine Anforderung zum Einlegen der Parksperreinrichtung 21 vor, ist die vorbeschriebene Schaltungskombinatorik zum redundanten Einlegen der Parksperreneinrichtung 21 im nachfolgend näher beschriebenen Umfang auch gezielt dafür nutzbar, die Parksperreneinrichtung 21 in bestimmten Betriebspunkten redundant ausgelegt zu halten.
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Sowohl das Positionsventil POSV als auch das Parksperrenventil PSV sind jeweils mit 2 Druckanschlüssen ausgebildet, über die am Positionsventil POSV die Vorsteuerdrücke p_EDS3 und p_EDS8 anlegbar sind, während am Parksperrenventil PSV der Vorsteuerdruck p_EDS4 sowie der Druck zwischen dem Parksperrenventil PSV und dem Parksperrenzylinder 23 aufschaltbar sind.
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Wie bereits näher erläutert ist die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils PSV deaktiviert, wenn die Stellkraft der Federeinrichtung 29 größer ist als die aus den am Parksperrenventil anliegenden Drücken resultierenden Stellkräften. Dann kommt es zu einem Abfall des Parksperrenventils PSV und das Parksperrenventil PSV geht in den beispielsweise in 5 dargestellten Betriebszustandsbereich über. Bei dem vorliegend betrachteten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 1 liegt das Haltedruckniveau des Parksperrenventils oberhalb von 5 bar, vorzugsweise bei etwa 5,5 bar. Das während des Betriebes des Automatgetriebes 2 minimale Druckniveau des Systemdrucks p_sys liegt bei etwa 3,5 bar. Wird das Automatgetriebe 2 in einem sogenannten ECO-Mode betrieben, wird versucht einen Energieverbrauch des Automatgetriebes 2 zu minimieren. Hierfür wird der Systemdruck p_sys auf das minimale Druckniveau abgesenkt und das Fördervolumen der ersten Pumpeneinheit 4 ebenfalls reduziert. Dafür wird ein Förderstromregelventil 35 des Hydrauliksystems 1 durch Anlegen des Vorsteuerdruckes p_EDS4 des Druckreglers EDS4 an einem verstellbaren Blendenventil 36 abgeriegelt und ein Hubring der Verstellpumpe bzw. der ersten Pumpeneinheit 4 vom maximalen Anschlag weggedrückt. In diesem durch den minimalen Systemdruck p_sys und einem möglichst geringem Durchfluss im Bereich der ersten Pumpeneinheit 4 gekennzeichneten ECO-Mode bleibt das Parksperrenventil PSV trotzdem in seiner umgeschobenen, d. h. in seiner gesetzten Stellung, da während des aktivierten ECO-Modes am Parksperrenventil PSV ein entsprechend hoher Vorsteuerdruck p_EDS4 anliegt und das Parksperrenventil PSV vom Vorsteuerdruck p_EDS4 trotz abgesenktem Systemdruck p_sys gegen die Stellkraft der Federeinrichtung 29 in den in 6 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt wird. In diesem Betriebszustand des Hydrauliksystems 1 ist beispielsweise die Bestromung eines Haltemagneten der Arretiereinrichtung 27 abschaltbar, da die Parksperreneinrichtung 21 hydraulisch in ausgelegtem Betriebszustand gehalten ist und eine Einfachredundanz gewährleistet ist. Während eines weiteren Betriebszustandsverlaufes des Automatgetriebes 2 bzw. eines damit ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges, während welchem ein Segelbetrieb bei gleichzeitig abgeschalteter Antriebsmaschine aktiviert ist, liefert die erste Pumpeneinheit 4 keinen Volumenstrom .
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Da die Drehzahl des Abtriebs während eines Segelbetriebs eines Fahrzeuges bei gleichzeitig abgeschalteter Antriebsmaschine größer null und üblicherweise auch größer als ein Schwellwert ist, erfolgt die hydraulische Versorgung des Hydrauliksystems 1 während eines solchen Segelbetriebs über die zweite Pumpeneinheit 5, wobei der Systemdruck dann im Bereich der Ventileinrichtung 17 eingestellt wird und über das Rückschlagventil 15 am Positionsventil POSV anliegt. Hierfür wird der Druckregler EDS8 abgeschaltet, um den Bereich der Ventileinrichtung 17 den maximalen Druck einzustellen. Die Ventileinrichtung 17 arbeitet in diesem Betriebszustand des Hydrauliksystems als Ersatz-Systemdruckventil, das ein Ersatz-Systemdruckniveau p_sys liefert, das größer als der Haltedruck des Parksperrenventils ist, um die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils PSV aktivieren zu können.
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Somit ist während eines Segelbetriebs auch bei abgeschalteter Antriebsmaschine gewährleistet, dass die Parksperreneinrichtung 21 hydraulisch in ausgelegtem Betriebszustand haltbar ist und zusätzlich über die Arretiereinrichtung 27 gegen ein ungewolltes Einlegen gesichert ist, wobei auch hier zumindest temporär eine Bestromung des Elektromagneten der Arretiereinrichtung 27 abgeschaltet werden kann.
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Der Drucksteller EDS4 ist während des letztbeschriebenen Betriebszustandsverlaufes wirkungslos, da die erste Pumpeneinheit 4 nicht von der Antriebsmaschine angetrieben wird. Kurz vor einem Fahrzeugstillstand, beispielsweise bei Fahrzeuggeschwindigkeiten zwischen 5 und 10 km/h sinkt auch der Förderstrom der zweiten Pumpeneinheit 5 auf ein Niveau ab, dass das Parksperrenventil PSV zum Aufrechterhalten der Selbsthaltefunktion zusätzlich ausgehend vom Druckregler EDS4 mit dem Vorsteuerdruck p_EDS4 zu beaufschlagen ist, da der Systemdruck p_sys dann aufgrund des sehr geringen Förderstroms der zweiten Pumpeneinheit 5 unter die Selbsthalteschwelle des Parksperrenventils PSV fällt.
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Der Versorgungspfad der Parksperreneinrichtung 21 ausgehend von der zweiten Pumpeneinheit 5 über das Rückschlagventil 15 und das Positionsventil POSV sowie das Parksperrenventil PSV ist in 7 wiederrum durch die stärkere Linienausgestaltung näher gekennzeichnet.
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Um beispielsweise nach einen Wiederstart der Antriebsmaschine ein ungewolltes Auslegen der Parksperreneinrichtung 21 selbst bei Vorliegen eines hydraulischen Einfachfehlers im Bereich des Parksperrenventils PSV oder im Bereich des Positionsventils POSV zu verhindern, wird das Hydrauliksystem 1 in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise betrieben.
Fordert der Fahrer beispielsweise über eine Wählhebelposition P einen eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung 21 nach einem Neustart der Antriebsmaschine an und klemmt das Parksperrenventil PSV in umgeschobener Lage bzw. ist das Parksperrenventil PSV von der Stellkraft der Federeinrichtung 29 aus dem in 8 dargestellten Betriebszustandsbereich nicht in den in 1 dargestellten Betriebszustandsbereich überführbar, wird das Positionsventil POSV durch Anlegen eines entsprechenden Vorsteuerdruckes p_EDS3 durch den Druckregler EDS3 in den in 8 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt und die Verbindungsleitung zwischen dem Primärdruckkreis 7 und der Parksperreneinrichtung 21 im Bereich des Positionsventils POSV getrennt. Ein unbeabsichtigtes Auslegen der Parksperreneinrichtung 21 wird trotz fehlerhaftem Parksperrenventil PSV vermieden, da der Druck im Druckraum 22 des Parksperrenzylinders 23 über das Positionsventil POSV und das Vorbefüllventil 31 in vorbeschriebenem Umfang absinkt.
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Klemmt dagegen das Positionsventil POSV in der in 7 dargestellten Position oder ist das Positionsventil POSV vom Vorsteuerdruck p_EDS3 nicht in gewünschtem Umfang gegen die Stellkraft der Federeinrichtung 28 umschiebbar, wird die Parksperreneinrichtung 21 ebenfalls nicht mit dem Systemdruck p_sys beaufschlagt, womit ein unbeabsichtigtes Auslegen der Parksperreneinrichtung 21 vermieden ist. In einem solchen Betriebszustand des Positionsventils POSV sind auch die in Richtung der beiden Kupplungen K1 und K2 führenden Leitungen vom Systemdruck p_sys getrennt, sodass auch ein Einfachfehler im Bereich eines der Kupplungsventile 19 oder 20 sich nicht auf einen unbeabsichtigten Kraftschluss auswirken kann.
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Bei einem Ausfall des Druckreglers EDS_3, der vorliegend als inverser Druckregler ausgeführt ist, wird das Positionsventil POSV mit dem maximalen Vorsteuerdruck p_EDS3 beaufschlagt und mit diesem gegen die Stellkraft der Federeinrichtung 28 angesteuert. Um eine Fahrzeugverfügbarkeit selbst bei einem Ausfall des Druckreglers EDS3 aufrecht erhalten zu können, ist das Positionsventil POSV mit einem entsprechenden Verhältnis zwischen einer Steuerfläche 40 eines Ventilschiebers 41 des Positionsventils POSV, an der der Vorsteuerdruck p_EDS8 anlegbar ist, und einer weiteren Steuerfläche 42 des Ventilschiebers 41, an der der Vorsteuerdruck p_EDS3 der Vorsteuerung anlegbar ist, ausgeführt, dass das Positionsventil POSV mittels des am Ventilschieber 41 anlegbaren Vorsteuerdruckes p_EDS8 und der gleich gerichtet am Ventilschieber 41 angreifenden Stellkraft der Federeinrichtung 28 entgegen dem am Ventilschieber 41 anliegenden Vorsteuerdruck p_EDS3 der Vorsteuerung in seinen definierten Betriebszustand überführt wird und die Parksperreneinrichtung 21 hydraulisch in ausgelegtem Betriebszustand gehalten wird. Sobald im Bereich des Druckstellers EDS8 der Vorsteuerdruck p_EDS8 in Richtung seines minimalen Druckwertes reduziert wird, wird das Positionsventil POSV vom Vorsteuerdruck p_EDS3 in den in 8 dargestellten Betriebszustandsbereich überführt und die Parksperreneinrichtung 21 ist durch Deaktivieren der Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils PSV oder über das Positionsventil POSV und das Vorbefüllventil 31 in vorbeschriebenem Umfang bei gleichzeitig deaktivierter Arretiereinrichtung 27 einlegbar.
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Während eines Einlegevorganges der Parksperreneinrichtung 21 und einem damit einhergehenden Entleeren des Parksperrenzylinders 23 wird der aus dem Druckraum 23 über das Parksperrenventil PSV ausgeleitete Volumenstrom entweder über die Tanktasche des Parksperrenventils PSV in Richtung des drucklosen Bereichs 24 geführt oder über das Positionsventil POSV und das Vorbefüllventil 31 in Richtung des drucklosen Bereiches 32 geleitet. Bei der Entleerung des Parksperrenzylinders 23 über das Parksperrenventil PSV, das Positionsventil POSV und das Vorbefüllventil 31 ist der Volumenstrom durch die Drosseleinrichtung 34 zu führen, deren minimaler Durchflussquerschnitt kleiner ist als ein minimaler Durchflussquerschnitt des zwischen dem Parksperrenventil PSV und dem drucklosen Bereich 24 verlaufenden Leitungsbereiches. Aus diesem Grund ist die Entleerzeit des Parksperrenzylinders 23 über das Positionsventil POSV und das Vorbefüllventil 31 länger als die Entleerzeit über das Parksperrenventil PSV in Richtung des drucklosen Bereiches 24. Wird während eines Einlegevorganges des Parksperrenvorrichtung 21 die Einlegezeit der Parksperreneinrichtung 21 ausgehend von der Ansteuerung des Druckreglers EDS3 bis zur Rückmeldung des Parksperrensensors bzw. der Parksperrenwegsensorik softwareseitig ermittelt, ist bereits vor einem Abschalten der Antriebsmaschine erkennbar, ob das Parksperrenventil PSV in verklemmter Stellung hängt und somit bei einem Wiederstart der Antriebsmaschine eine geeignete Ansteuersequenz für das Positionsventil durchführbar.
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9 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Diagnose des Parksperrenventils PSV, über die ermittelt wird, ob die Funktionsweise des Parksperrenventils PSV in gewünschtem Umfang vorliegt.
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Während eines ersten Abfrageschrittes S1 wird überprüft, ob seitens eines Wählhebels, des Parksperrensensors, eines Temperatursensors, eines Motordrehzahlsensors und dergleichen gültige Werte vorliegen. Bei negativem Abfrageergebnis wird die Diagnose beendet, während bei positivem Abfrageergebnis zu einem zweiten Abfrageschritt S2 verzweigt wird. Während des zweiten Abfrageschrittes S2 wird wiederum überprüft, ob aktuell eine Motorstartphase aktiv ist. Bei positivem Abfrageergebnis des zweiten Abfrageschrittes S2 wird zu einem ersten Funktionsblock FB1 verzweigt, über den die Diagnose des Parksperrenventils PSV aktiviert wird und die Überwachung der Parksperreneinrichtung 21 über den Parksperrensensor durchgeführt wird.
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Vom ersten Funktionsblock FB1 wird zu einem dritten Abfrageschritt S3 verzweigt, während welchem die Funktionsweise des Parksperrenventils überwacht wird. Wird während des dritten Abfrageschrittes S3 eine einwandfreie Funktionsweise des Parksperrenventiles PSV ermittelt, wird die Diagnosefunktion des Parksperrenventils PSV beendet, wohingegen bei Ermitteln einer Fehlfunktion des Parksperrenventils PSV vom dritten Abfrageschritt S3 zu einem zweiten Funktionsblock FB2 verzweigt wird, über den im Bereich der Getriebesteuerung die fehlerhafte Funktion des Parksperrenventils PSV hinterlegt wird, um die Fehlfunktion während des weiteren Betriebes des Automatgetriebes 2 sowie der Parksperreneinrichtung 21 berücksichtigen zu können.
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Wird während des zweiten Abfrageschrittes S2 ermittelt, dass aktuell keine Motorstartphase aktiviert ist, wird zu einem vierten Abfrageschritt S4 verzweigt und überprüft, ob im aktuellen Fahrzyklus bereits eine einwandfreie Funktionsweise des Parksperrenventils PSV ermittelt wurde. Dabei wird vorliegend unter einem Fahrzyklus ein Betriebszustandsverlauf eines mit dem Automatgetriebe 2 ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges verstanden, während dem sowohl eine Motordrehzahl der Antriebsmaschine als auch eine Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eine Abtriebsgeschwindigkeit jeweils einen definierten Schwellwert überschritten haben.
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Bei positivem Abfrageergebnis des vierten Abfrageschritts S4 wird die Diagnosefunktion des Parksperrenventils PSV beendet, während bei negativem Abfrageergebnis des vierten Abfrageschritts S4 zu einem dritten Funktionsblock FB3 verzweigt wird, über den die Diagnose des Parksperrenventils PSV weiter aktiviert wird und die Einlegezeit der Parksperreneinrichtung 21 überwacht wird. Im Anschluss daran wird während eines fünften Abfrageschrittes S5 wie während des dritten Abfrageschrittes S3 überprüft, ob das Parksperrenventil PSV fehlerhaft ist oder nicht. Bei positivem Abfrageergebnis wird die Diagnosefunktion des Parksperrenventils PSV beendet, wohingegen bei negativem Abfrageergebnis des fünften Abfrageschrittes S5 zum zweiten Funktionsblock FB2 verzweigt wird und ein Fehlereintrag erfolgt.
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In 10 ist ein weiteres Ablaufdiagramm einer Überwachungsfunktion des hydraulischen Selbsthaltes der Parksperreneinrichtung 21 dargestellt, wobei während eines sechsten Abfrageschrittes S6 zunächst geprüft wird, ob die Parksperreneinrichtung 21 in ausgelegtem Betriebszustand vorliegt. Bei negativem Abfrageergebnis des sechsten Abfrageschrittes S6 wird die Überwachungsfunktion beendet. Im Unterschied dazu wird bei positivem Abfrageergebnis des sechsten Abfrageschrittes S6 zu einem vierten Funktionsblock FB4 verzweigt und die Überwachung aktiviert. Vom vierten Funktionsblock FB4 wird zu einem siebten Abfrageschritt S7 verzweigt. Während des siebten Überwachungsschrittes S7 wird wiederrum überprüft, ob der Systemdruck p_sys kleiner als ein Schwellwert ist. Dies ist beispielsweise während eines Segelbetriebes bei gleichzeitig abgeschalteter Antriebsmaschine, während eines aktivierten Start-Stopp-Betriebes im Fahrzeugstillstand oder nahe des Fahrzeugstillstandes sowie während eines sogenannten Waschstraßenbetriebes der Fall, während dem die Parksperre ausgelegt und gleichzeitig die Antriebsmaschine ausgeschaltet ist. Bei negativem Abfrageergebnis wird zu einem achten Abfrageschritt S8 verzweigt, während dem erkannt wird, dass der hydraulische Selbsthalt der Parksperreneinrichtung 21 nicht aktiviert ist. Vom achten Abfrageschritt S8 wird zu einem fünften Funktionsblock FB5 verzweigt, über den der hydraulische Selbsthalt durch entsprechende Ansteuerung der Druckregler EDS3 und EDS4 reaktiviert wird.
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Zusätzlich wird vom vierten Funktionsblock FB4 zu einem neunten Abfrageschritt S9 verzweigt, über den überprüft wird, ob die Selbsthaltefunktion des Parksperrenventils PSV durch entsprechende Betätigung der Druckregler EDS3 und EDS4 aktiviert ist. Bei positivem Abfrageergebnis des neunten Abfrageschrittes S9 erfolgt keine weitere Aktion, wohingegen bei negativem Abfrageergebnis des neunten Abfrageschrittes S9 zu einem sechsten Funktionsblock FB6 verzweigt wird, über den eine Zeitüberwachung gestartet wird. Im Anschluss daran wird vom sechsten Funktionsblock FB6 zu einem zehnten Abfrageschritt S10 verzweigt. Mittels des zehnten Abfrageschrittes S10 wird überprüft, ob die Druckregler EDS3 und EDS4 innerhalb eines definierten Überwachungszeitraumes in einem derartigen Umfang betätigt werden, dass der hydraulische Selbsthalt der Parksperreneinrichtung 21 wieder aktiviert ist. Bei positivem Abfrageergebnis des zehnten Abfrageschrittes S10 erfolgt keine weitere Aktion. Im Unterschied hierzu wird bei negativem Abfrageergebnis des zehnten Abfrageschrittes S10 zum fünften Funktionsblock FB5 verzweigt und die Selbsthaltefunktion reaktiviert. Zusätzlich wird bei positivem Abfrageergebnis des siebten Abfrageschrittes S7 zu einem siebten Funktionsblock FB7 verzweigt, mittels dem erkannt wird, dass im Bereich der Parksperreneinrichtung kein hydraulischer Selbsthalt vorliegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Hydrauliksystems ist der Druckregler EDS8 als steigender Druckregler ausgeführt sowie das Positionsventil POSV und auch die Ventileinrichtung 17 im dafür erforderlichen Umfang angepasst, um die vorbeschriebenen Funktionalitäten des Hydrauliksystems darstellen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydrauliksystem
- 2
- Automatgetriebe
- 3
- Pumpeneinrichtung
- 4
- erste Pumpeneinheit
- 5
- zweite Pumpeneinheit
- 6
- Druckseite der ersten Pumpeneinheit
- 7
- Primärdruckkreis
- 8
- Systemdruckventil
- 9
- Ventileinheit
- 10
- weiterer Druckkreis
- 12
- zusätzlicher Druckkreis
- 14
- Druckseite der zweiten Pumpeneinheit
- 15
- Rückschlagventil
- 17
- Ventileinrichtung
- 18
- Druckreduzierventil
- 19
- Kupplungsventil
- 20
- Kupplungsventil
- 21
- Parksperrensystem
- 22
- Druckraum
- 23
- Parksperrenzylinder
- 24
- druckloser Bereich
- 25
- Parksperrenkolben
- 26
- Federeinrichtung
- 27
- Arretiereinrichtung
- 28
- Federeinrichtung
- 29
- Federeinrichtung
- 30
- Filter
- 31
- Vorbefüllventil
- 32
- druckloser Bereich
- 33
- weiteres Vorbefüllventil
- 34
- Drosseleinrichtung
- 35
- Förderstromregelventil
- 36
- Blendenventil
- 40
- Steuerfläche
- 41
- Ventilschieber
- 42
- Steuerfläche
- EDS1 - EDS8
- Druckregler
- K1, K2
- Kupplung
- p_sys
- Systemdruck
- POSV
- Positionsventil
- PSV
- Parksperrenventil
- S1 - S10
- Abfrageschritt
- FB1 - FB7
- Funktionsblock
- p_EDS1 - p_EDS8
- Vorsteuerdruck
- p_red
- Reduzierdruck
