DE102016218118B4 - Electric pump actuator for actuating a parking lock - Google Patents

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Abstract

Elektrischer Pumpenaktor (1) zum Betätigen einer Parksperre mit einer hydraulischen, doppelt wirkenden Zylinder-Kolben-Einheit (2), die zum mechanischen Betätigen der Parksperre ausgelegt ist und mit einer elektrisch antreibbaren Pumpe (3), wobei die Pumpe (3) so an zwei Druckräumen der Zylinder-Kolben-Einheit (2) angebunden ist, dass die Parksperre selektiv in eine parksperrenaktuierte und eine parksperrenunbetätigte Position verfahrbar ist, wobei die Pumpe (3) bidirektional antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlingfeder (10) an der Pumpe (3) so angreift, dass die Schlingfeder (10) jenes durch den Druck resultierende Drehmoment auf eine Antriebswelle aufnimmt.

Figure DE102016218118B4_0000
Electric pump actuator (1) for actuating a parking lock with a hydraulic, double-acting cylinder-piston unit (2), which is designed for mechanically actuating the parking brake and with an electrically driven pump (3), the pump (3) so on two pressure chambers of the cylinder-piston unit (2) is connected, that the parking brake is selectively movable in a Parksperrenaktuierte and a Parksperrenunbetätigte position, wherein the pump (3) is bidirectionally driven, characterized in that a wrap spring (10) on the pump (3) so engages that the wrap spring (10) receives that torque resulting from the pressure on a drive shaft.
Figure DE102016218118B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Pumpenaktor zum Betätigen einer Parksperre, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Automatikgetriebe, mit einer hydraulischen, doppelt wirkenden Zylinder-Kolben-Einheit, die zum mechanischen Betätigen der Parksperre ausgelegt ist, und mit einer elektrisch antreibbaren Pumpe, wobei die Pumpe so an zwei Druckräumen der Zylinder-Kolben-Einheit angebunden ist, dass die Parksperre selektiv in eine parksperrenaktuierte und eine parksperrenunbetätigte Position verfahrbar ist.The invention relates to an electric pump actuator for actuating a parking brake, in particular for motor vehicles with an automatic transmission, with a hydraulic, double-acting cylinder-piston unit, which is designed for mechanically actuating the parking brake, and with an electrically driven pump, wherein the pump so is connected to two pressure chambers of the cylinder-piston unit, that the parking brake is selectively movable in a parking lock-aktuierte and a Parksperrenunbetätigte position.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Parksperrenaktoren bekannt. Zum Beispiel offenbart die DE 101 36 425 A1 eine Vorrichtung zur Betätigung einer Parksperre. Insbesondere offenbart diese Druckschrift eine Vorrichtung zur Betätigung einer Parksperre, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit, die mit der Parksperre zu deren Betätigung in Wirkverbindung steht, und mit einer Druckwelle, wobei als Besonders herausgestellt ist, dass die Zylinder-Kolben-Einheit beidseitig mit Druck beaufschlagbar ist.Parking brake actuators are already known from the prior art. For example, the DE 101 36 425 A1 a device for actuating a parking brake. In particular, this document discloses a device for actuating a parking brake, in particular of a motor vehicle, with a hydraulic cylinder-piston unit, which is operatively connected to the parking lock for the actuation thereof, and with a pressure wave, wherein it is particularly proven that the cylinder Piston unit is pressurized on both sides with pressure.

Aus der Veröffentlichung DE 695 04 697 T2 ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung, zum Betätigen einer Schaltgabel eines Getriebes bekannt, welche aus einem mit der Schaltgabel gekoppelten doppeltwirkenden Zylinder und einer Reversierpumpe besteht. Die Pumpe ist über Versorgungsleitungen, in denen ein Ventil eingebaut ist, mit den Arbeitskammern des Zylinders verbunden.From the publication DE 695 04 697 T2 is a hydraulic actuator, known for operating a shift fork of a transmission, which consists of a coupled with the shift fork double-acting cylinder and a reversing pump. The pump is connected via supply lines, in which a valve is installed, with the working chambers of the cylinder.

Die DE 11 2006 002 365 B4 offenbart ein Hydrauliksystem für die Steuerung zweier Aktuatoren in einem Getriebe mit einer einzigen umsteuerbaren Pumpeneinheit, deren Anschlüsse je nach Förderrichtung der Pumpe Saug- oder Druckanschluss sind. Beide Aktuatoren sind Nehmerzylinder mit je einem Kolben.The DE 11 2006 002 365 B4 discloses a hydraulic system for the control of two actuators in a transmission with a single reversible pump unit whose ports are suction or pressure port depending on the direction of the pump. Both actuators are slave cylinders with one piston each.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 107 263 A1 ist eine weitere hydraulische Betätigungsvorrichtung zum Betätigen mindestens eines Stellglieds in einem Kraftfahrzeuggetriebe bekannt mit einer elektrisch angetriebenen Reversierpumpe und wenigstens eine daran angeschlossene, doppelt-wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung, deren Kolben eine Schaltgabel betätigen kann. Der Kolben-Zylinder-Anordnung ist eine Rastiereinrichtung mit einem Sperrelement funktional zugeordnet, das in eine eine Stellglied-Bewegung verhindernde Sperrstellung federvorgespannt ist und mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktuators gelöst werden kann.From the German patent application DE 10 2011 107 263 A1 is another hydraulic actuator for actuating at least one actuator in a motor vehicle transmission known with an electrically driven reversing pump and at least one connected thereto, double-acting piston-cylinder arrangement, the piston can actuate a shift fork. The piston-cylinder arrangement is assigned a locking device with a blocking element functionally, which is spring-biased in an actuator movement preventing blocking position and can be solved by means of an electrically controllable actuator.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 00 852 A1 ist ein automatisches Getriebe, insbesondere ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bekannt, das mit Druckmittel betätigbare Stellelemente aufweist, welche auf Getriebebetätigungselemente zur Einstellung oder Veränderung einer Getriebeübersetzung und/oder eines Anfahrelementes wirken. Das zumindest eine druckmittelbetätigbare Stellelement wird durch zumindest eine Reversierpumpe mit Druckmittel versorgt.From the German patent application DE 199 00 852 A1 an automatic transmission, in particular a continuously variable conical pulley belt transmission is known, which has pressure means operable adjusting elements which act on transmission operating elements for setting or changing a gear ratio and / or a starting element. The at least one pressure-actuable actuator is powered by at least one reversing pump with pressure medium.

Der Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, dass die Vorrichtung zur hydraulischen Aktuierung der Parksperre energetisch ungünstig ist und einen Hydraulikspeicher benötigt, damit die Parksperre die Parkfunktion dauerhaft gewährleistet, ohne durch Leckagen beeinflusst zu werden.However, the prior art has the disadvantage that the device for hydraulic actuation of the parking brake is energetically unfavorable and requires a hydraulic accumulator so that the parking brake permanently ensures the parking function without being influenced by leaks.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Pumpenaktor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dies hat den Vorteil, dass die elektrisch antreibbare Pumpe über den doppeltwirkenden Zylinder die Parksperre in der ersten Drehrichtung aktiviert und in der entgegengesetzten Richtung die Parksperre deaktiviert. Dabei greift eine Schlingfeder an der Pumpe so an, dass die Schlingfeder jenes durch den Druck resultierende Drehmoment auf eine Antriebswelle aufnimmt und vorzugsweise einen Betrieb eines beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Antriebsaggregats verhindert.It is therefore the object of the invention to avoid the disadvantages of the prior art. This object is achieved by an electric pump actuator having the features of patent claim 1. This has the advantage that the electrically driven pump activates the parking lock in the first direction of rotation via the double-acting cylinder and deactivates the parking lock in the opposite direction. In this case, a wrap spring engages the pump so that the wrap spring receives that resulting from the pressure torque on a drive shaft and preferably prevents operation of a trained example as an electric motor drive unit.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

Die Pumpe kann eine gewisse Leckage besitzen und/oder selbsthemmungsfrei ausgebildet ist. Die wirkende Federkraft verhindert dann ein unbeabsichtigtes Lösen der Parksperre.The pump may have a certain leakage and / or is formed self-locking. The acting spring force prevents unintentional release of the parking brake.

Des Weiteren umfasst in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Zylinder-Kolben-Einheit einen Zylinder und einen Kolben, wobei der Kolben im Zylinderraum einen Kolbenstangenraum von einem Kolbenraum abgrenzt.Furthermore, in another embodiment, the cylinder-piston unit comprises a cylinder and a piston, wherein the piston in the cylinder chamber delimits a piston rod space from a piston chamber.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit eine Feder besitzt, die so angeordnet ist, dass die Parksperre bei entlastetem Kolbenstangenraum durch die wirkende Federkraft aktiviert wird.An advantageous embodiment is further characterized in that the cylinder-piston unit has a spring which is arranged so that the parking brake is activated with relieved piston rod chamber by the acting spring force.

Zudem ist es von Vorteil, dass die Pumpe so dimensioniert ist, dass sie den Kolbenstangenraum mit Druck beaufschlagt, die Federkraft überwindet und die Parksperre deaktiviert.In addition, it is advantageous that the pump is dimensioned such that it pressurizes the piston rod space, overcomes the spring force and deactivates the parking lock.

Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Pumpe (nur) so dicht ausgeführt ist, dass die Druckkraft im Kolbenstangenraum über einen gewissen Zeitraum innerhalb eines zulässigen Bereichs verbleibt, aber beispielsweise der Druck über die Zeit hinweg abnimmt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Druckkraft größer als die Federkraft ist und die Parksperre nicht ungewollt, insbesondere während des Betriebes, aktiviert wird.Furthermore, it is expedient if the pump (only) is made so tight that the pressure force in the piston rod chamber remains within a permissible range over a certain period of time, but, for example, the pressure decreases over time. This ensures that the pressure force is greater than the spring force and the parking brake is not unintentionally, especially during operation, activated.

Vorteilhafterweise ist die Pumpe so ausgelegt, dass sie bei Betrieb in einer ersten Drehrichtung die Parksperre aktiviert und bei Betrieb in entgegengesetzter Drehrichtung die Parksperre deaktiviert. Dies hat zum Vorteil, dass auf zusätzliche Ventile verzichtet wird und die Parkfunktion nicht durch Leckagen beeinflussbar ist.Advantageously, the pump is designed so that it activates the parking brake during operation in a first direction of rotation and deactivates the parking lock when operating in the opposite direction of rotation. This has the advantage that it dispenses with additional valves and the parking function can not be influenced by leaks.

Des Weiteren ist die Pumpe so ausgelegt und angesteuert, dass bei einem Unterschreiten des zulässigen Druckbereichs ein elektrischer Motor, der mit der Pumpe verbunden ist, anläuft und ein Volumenstrom in den Kolbenstangenraum befördert, bis der obere Wert des zulässigen Druckbereichs erreicht ist. Dies hat zum Vorteil, dass ein ungewolltes Aktivieren der Parksperre durch Druckabfall vermieden wird.Furthermore, the pump is designed and controlled so that when falling below the allowable pressure range, an electric motor, which is connected to the pump, starts and conveys a volume flow in the piston rod chamber until the upper value of the permissible pressure range is reached. This has the advantage that unwanted activation of the parking brake is avoided by pressure drop.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn eine Fehlermeldungsausgabeeinheit an den Kolbenstangenraum und/oder den Kolbenraum so angeschlossen ist und so ausgelegt ist, dass bei einer Unterschreitung eines zulässigen Druckbereichs im Fahrzustand des Fahrzeugs eine Fehlermeldung ausgegeben wird, die zu einem unverzüglichen Abstellen des Fahrzeugs auffordert.In addition, it is advantageous if an error message output unit is connected to the piston rod chamber and / or the piston chamber and is designed so that when an undershot of an allowable pressure range in the driving condition of the vehicle, an error message is issued, which prompts for an immediate stopping of the vehicle.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine energetisch günstige, hydraulisch zu aktuierende Parksperre ohne einen Hydraulikspeicher, der die Parkfunktion dauerhaft gewährleistet, ohne durch Leckagen beeinflusst zu werden. Eine elektrisch bidirektional antreibbare Pumpe bewegt einen Kolben, der beidseitig mit Druck beaufschlagbar ist und als Aktor zur mechanischen Betätigung der Parksperre wirkt. In der einen Drehrichtung der elektrisch antreibbaren Pumpe wird die Parksperre aktiviert und in der anderen Drehrichtung deaktiviert.In other words, the invention relates to a low-energy, hydraulically actuated parking brake without a hydraulic accumulator, which ensures the parking function permanently, without being influenced by leaks. An electrically bidirectionally driven pump moves a piston which can be pressurized on both sides and acts as an actuator for the mechanical actuation of the parking brake. In one direction of rotation of the electrically driven pump, the parking brake is activated and deactivated in the other direction.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen elektrischen Pumpenaktor gemäß eines ersten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels als Schaltbild,
  • 2 den elektrischen Pumpenaktor gemäß eines zweiten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in einer zur 1 vergleichbaren Art, und
  • 3 den elektrischen Pumpenaktor gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels in einer zur 1 vergleichbaren Art.
The invention will be further explained with the aid of a drawing. Show it:
  • 1 an electric pump actuator according to a first non-inventive embodiment as a circuit diagram,
  • 2 the electric pump actuator according to a second non-inventive embodiment in a to 1 comparable type, and
  • 3 the electric pump actuator according to a third embodiment in a to 1 comparable type.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. The features of the individual embodiments can be interchanged.

In 1 ist ein elektrischer Pumpenaktor 1 mit einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit 2 und einer elektrisch antreibbaren Pumpe 3 gemäß eines ersten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dargestellt. Die Zylinder-Kolben-Einheit 2 besitzt einen Zylinder 4 und einen Kolben 5, wobei der Kolben 5 im Zylinderraum 6 einen Kolbenstangenraum 7 von einem Kolbenraum 8 abgrenzt.In 1 is an electric pump actuator 1 with a hydraulic cylinder-piston unit 2 and an electrically driven pump 3 illustrated according to a first non-inventive embodiment. The cylinder-piston unit 2 has a cylinder 4 and a piston 5 , where the piston 5 in the cylinder room 6 a piston rod space 7 from a piston chamber 8th demarcates.

Wird die elektrisch antreibbare Pumpe in einer ersten Drehrichtung betrieben, wird der Kolbenraum 8 mit Druck beaufschlagt, der Kolben 5 mit Bezug auf 1 nach links verschoben und die nicht dargestellte Parksperre aktiviert. Wird die Pumpe 3 in einer entgegengesetzten Drehrichtung betrieben, wird der Kolbenstangenraum 7 mit Druck beaufschlagt, der Kolben 5 gemäß 1 nach rechts verschoben und die Parksperre deaktiviert. Die Pumpe 3 ist hierbei dicht und durch innere Reibung selbsthemmend ausgeführt.If the electrically driven pump is operated in a first direction of rotation, the piston chamber 8th pressurized, the piston 5 regarding 1 shifted to the left and activates the parking lock, not shown. Will the pump 3 operated in an opposite direction of rotation, the piston rod space 7 pressurized, the piston 5 according to 1 shifted to the right and deactivated the parking lock. The pump 3 is here dense and self-locking executed by internal friction.

In 2 ist ein zweites nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Pumpenaktors 1 dargestellt. Die Zylinder-Kolben-Einheit 2 besitzt eine Feder 9, die so angeordnet ist, dass bei entlastetem Kolbenstangenraum 7 die nicht dargestellte Parksperre durch die wirkende Federkraft aktiviert wird. Zur Deaktivierung wird der Kolbenstangenraum 7 mit Druck beaufschlagt, so dass die Druckkraft die Federkraft überwindet und den Kolben 5 gegen die Federkraft verschiebt. Die elektrisch antreibbare Pumpe 3 kann als nicht dichte und nicht selbsthemmende Pumpe ausgeführt werden.In 2 is a second non-inventive embodiment of an electric pump actuator 1 shown. The cylinder-piston unit 2 has a spring 9 , which is arranged so that with relieved piston rod space 7 the parking lock, not shown, is activated by the acting spring force. For deactivation, the piston rod space 7 pressurized so that the compressive force overcomes the spring force and the piston 5 moves against the spring force. The electrically driven pump 3 can be designed as a non-tight and non-self-locking pump.

In einem dritten Ausführungsbeispiel für einen elektrischen Pumpenaktor 1 gemäß 3 kann eine Pumpe 3 verwendet werden, die nur so dicht ausgeführt ist, dass die Druckkraft im Kolbenstangenraum 7 über einen gewissen Zeitraum innerhalb eines zulässigen Bereichs verbleibt. Eine Schlingfeder 10 greift an der Pumpe 3 so an, dass sie jenes durch den Druck resultierende Drehmoment auf eine Antriebswelle aufnimmt und einen Motorbetrieb verhindert. Bei einem Unterschreiten des zulässigen Druckbereichs fördert die Pumpe 3 einen Volumenstrom in den Kolbenstangenraum 7 der Zylinder-Kolben-Einheit 2, bis der obere Wert des Drucktoleranzbereiches erreicht ist.In a third embodiment of an electric pump actuator 1 according to 3 can a pump 3 used, which is only so tight that the pressure force in the piston rod space 7 remains within a permissible range for a certain period of time. A wrap 10 grabs the pump 3 such that it receives that torque resulting from the pressure on a drive shaft and prevents engine operation. If the permissible pressure range is undershot, the pump delivers 3 a volume flow in the piston rod space 7 the cylinder-piston unit 2 until the upper value of the pressure tolerance range is reached.

Claims (7)

Elektrischer Pumpenaktor (1) zum Betätigen einer Parksperre mit einer hydraulischen, doppelt wirkenden Zylinder-Kolben-Einheit (2), die zum mechanischen Betätigen der Parksperre ausgelegt ist und mit einer elektrisch antreibbaren Pumpe (3), wobei die Pumpe (3) so an zwei Druckräumen der Zylinder-Kolben-Einheit (2) angebunden ist, dass die Parksperre selektiv in eine parksperrenaktuierte und eine parksperrenunbetätigte Position verfahrbar ist, wobei die Pumpe (3) bidirektional antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlingfeder (10) an der Pumpe (3) so angreift, dass die Schlingfeder (10) jenes durch den Druck resultierende Drehmoment auf eine Antriebswelle aufnimmt.Electric pump actuator (1) for actuating a parking lock with a hydraulic, double acting cylinder-piston unit (2) which is designed for mechanically actuating the parking brake and with an electrically driven pump (3), wherein the pump (3) is so connected to two pressure chambers of the cylinder-piston unit (2), in that the parking brake is selectively movable into a parking lock actuated and a parking lock operated position, wherein the pump (3) is drivable bidirectionally, characterized in that a wrap spring (10) acts on the pump (3) such that the wrap spring (10) engages that absorbs the pressure resulting torque on a drive shaft. Pumpenaktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (2) zumindest einen Zylinder (4) und einen Kolben (5) besitzt, wobei der Kolben (5) im Zylinderraum (6) einen Kolbenstangenraum (7) von einem Kolbenraum (8) abgrenzt.Pump actuator (1) after Claim 1 , characterized in that the cylinder-piston unit (2) has at least one cylinder (4) and a piston (5), wherein the piston (5) in the cylinder chamber (6) has a piston rod space (7) from a piston chamber (8). demarcates. Pumpenaktor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (2) eine Feder (9) besitzt, die so angeordnet ist, dass die Parksperre bei entlastetem Kolbenstangenraum (7) durch die wirkende Federkraft aktiviert wird.Pump actuator (1) after Claim 2 , characterized in that the cylinder-piston unit (2) has a spring (9) which is arranged so that the parking brake is activated with relieved piston rod chamber (7) by the acting spring force. Pumpenaktor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) zum Druckbeaufschlagen des Kolbenstangenraums (7) zur Deaktivierung der Parksperre und Überwindung der Federkraft dimensioniert ist. Pump actuator (1) after Claim 3 , characterized in that the pump (3) for pressurizing the piston rod space (7) for deactivating the parking brake and overcoming the spring force is dimensioned. Pumpenaktor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) so dicht ausgeführt ist, dass die Druckkraft im Kolbenstangenraum (7) über einen gewissen Zeitraum innerhalb eines zulässigen Bereichs verbleibt.Pump actuator (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the pump (3) is designed so tight that the pressure force in the piston rod chamber (7) remains within a permissible range over a certain period of time. Pumpenaktor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) so ausgelegt ist, dass sie bei Betrieb in einer ersten Drehrichtung die Parksperre aktiviert und bei Betrieb in entgegengesetzter Drehrichtung die Parksperre deaktiviert.Pump actuator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pump (3) is designed so that it activates the parking brake during operation in a first direction of rotation and deactivates the parking lock when operating in the opposite direction of rotation. Pumpenaktor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) so ausgelegt ist und angesteuert ist, dass bei einem Unterschreiten des zulässigen Druckbereichs ein elektrischer Motor, der mit der Pumpe (3) verbunden ist, anläuft und einen Volumenstrom in den Kolbenstangenraum (7) befördert, bis der obere Wert des zulässigen Druckbereichs erreicht ist.Pump actuator (1) according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that the pump (3) is designed and is controlled so that when falling below the permissible pressure range, an electric motor, which is connected to the pump (3), starts and conveys a volume flow in the piston rod chamber (7), until the upper value of the permissible pressure range is reached.
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