DE102017101780A1

DE102017101780A1 - Verfahren zum Betreiben einer Parksperrenanordnung

Info

Publication number: DE102017101780A1
Application number: DE102017101780.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias Jakob
Original assignee: Getrag BV and Co KG
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2018-08-02

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Parksperrenanordnung (26) für ein Kraftfahrzeug, die eine Parksperrenklinke (30) aufweist, die zwischen einer Offenposition (OP) und einer Sperrposition (CP) bewegbar ist, wobei die Parksperrenklinke (30) in der Sperrposition (CP) mit einem Parksperrenrad (28) zusammenwirkt, um das Kraftfahrzeug zu immobilisieren, mit den Schritten: reguläres Ansteuern (S22) eines Parksperren-Aktuators (42), um die Parksperrenklinke (30) in die Offenposition (OP) zu versetzen; Abschalten des Parksperren-Aktuators (42), wobei die Parksperrenklinke (30) aufgrund einer Halteeinrichtung (58) in der Offenposition (OP) gehalten wird; Erfassen (S24) einer Position (s) der Parksperrenklinke (30); und sicherndes Ansteuern (S34) des Parksperren-Aktuators (42), um die Parksperrenklinke (30) in die Offenposition (OP) zurück zu versetzen, wenn die Position (s) der Parksperrenklinke (30) um mehr als einen Positionsschwellenwert (s_T) von der Offenposition (OP) abweicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeug, die eine Parksperrenklinke aufweist, die zwischen einer Offenposition und einer Sperrposition bewegbar ist, wobei die Parksperrenklinke in der Sperrposition mit einem Parksperrenrad zusammenwirkt, um das Kraftfahrzeug zu immobilisieren, und betrifft einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.
Parksperrenanordnungen für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. Die Parksperrenanordnungen dienen dazu, ein unbeabsichtigtes Wegrollen von Kraftfahrzeugen zu verhindern, die mit automatisierten Antriebssträngen ausgestattet sind. In vielen solchen automatisierten Antriebssträngen sind Kupplungen bei ausgeschaltetem Motor geöffnet, so dass eine solche Einrichtung parallel zu einer mechanischen bzw. elektromechanischen Feststellbremse (Handbremse) notwendig ist. Bei Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben kann hingegen die Funktion einer solchen Parksperrenanordnung dadurch übernommen werden, dass eine Gangstufe geschaltet wird, da bei derartigen Getrieben die Kupplung bei ausgeschaltetem Motor in der Regel geschlossen ist.
Parksperrenanordnungen beinhalten in der Regel ein Parksperrenrad, das eine Außenverzahnung aufweist und das an einer Welle festgelegt ist, die direkt oder mittelbar mit angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges rotatorisch gekoppelt ist. Wenn die Parksperrenklinke in einen Zahn eines solchen Parksperrenrades eingreift, kann die betreffende Welle nicht mehr bewegt werden, wodurch das Fahrzeug immobilisiert wird.
Um zu vermeiden, dass eine solche Parksperrenanordnung bei höheren Geschwindigkeiten in Eingriff kommt, sind die Außenverzahnung des Parksperrenrades und/oder eine Kontaktfläche der Parksperrenklinke so geformt, dass die Parksperrenklinke durch die Drehung des Parksperrenrades davon abgehalten („abgewiesen“) wird, in eine Zahnlücke des Parksperrenrades einzugreifen.
Manche Parksperrenanordnungen weisen eine Parksperrenklinke auf, die in Richtung der Offenposition vorgespannt ist. Andere Parksperrenanordnungen weisen eine Parksperrenklinke auf, die in Richtung der Sperrposition vorgespannt ist, wobei ein Parksperren-Aktuator die Parksperrenklinke gegen die Vorspannung aus der Sperrposition in die Offenposition bewegen kann. Um während eines Fahrbetriebes ein dauerhaftes Bestromen eines derartigen Parksperren-Aktuators zu vermeiden, ist es auch bekannt, die Parksperrenklinke in der Offenposition mittels einer Halteeinrichtung zu halten, die beispielsweise mittels eines weiteren Aktuators aktiviert bzw. deaktiviert werden kann.
Zudem ist es bekannt, Parksperrenanordnungen mit sogenannten Einrückfedern auszustatten. Diese dienen dazu, Aktuatorenergie zum Einrücken der Parksperrenklinke in die Sperrposition zu speichern, wenn das Parksperrenrad eine solche Drehposition aufweist, dass die Parksperrenklinke einem Zahn des Parksperrenrades gegenüberliegt und folglich nicht in eine Zahnlücke eintreten kann. Bei einem Rollen des Fahrzeuges wird die gespeicherte Energie dann ausgelöst und die Parksperrenklinke greift in die Zahnlücke des Parksperrenrades ein, um die Sperrposition einzurichten.
Beispiele für solchen Parksperrenanordnungen sind bekannt aus den Dokumenten DE 10 2013 107 860 A1 , DE 10 2014 000 772 A1 , DE 10 2014 102 831 A1 , DE 10 2014 103 914 A1 , DE 10 2014 104 575 A1 , WO 2016/096511 A1 sowie EP 3 067 591 A1 .
Es ist vor dem obigen Hintergrund eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeug, die eine Parksperrenklinke aufweist, die zwischen einer Offenposition und einer Sperrposition bewegbar ist, wobei die Parksperrenklinke in der Sperrposition mit einem Parksperrenrad zusammenwirkt, um das Kraftfahrzeug zu immobilisieren, mit den Schritten:

- reguläres Ansteuern) eines Parksperren-Aktuators, um die Parksperrenklinke in die Offenposition zu versetzen,
- Abschalten des Parksperren-Aktuators, wobei die Parksperrenklinke aufgrund einer Halteeinrichtung in der Offenposition gehalten wird,
- Erfassen einer Position der Parksperrenklinke, und
- sicherndes Ansteuern des Parksperren-Aktuators, um die Parksperrenklinke in die Offenposition zurück zu versetzen, wenn die Position der Parksperrenklinke um mehr als einen Positionsschwellenwert von der Offenposition abweicht.

Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch einen Antriebsstrang mit einer Parksperrenanordnung und mit einer Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, ein Verfahren der erfindungsgemäßen Art durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere anwendbar auf einen solchen Antriebsstrang, bei dem die Parksperrenanordnung mittels eines Parksperren-Aktuators aus einer Sperrposition in eine Offenposition versetzt wird. Der Parksperren-Aktuator kann ein hydraulischer Aktuator sein, kann jedoch auch ein elektromechanischer oder ein elektromagnetischer Aktuator sein.
Ferner beinhaltet die Parksperrenanordnung eine Halteeinrichtung, die in der Offenposition zur Wirkung kommt, derart, dass die Parksperrenklinke vorzugsweise ohne weitere Energiezufuhr in der Offenposition gehalten wird.
Demzufolge ist es möglich, nach dem Ansteuern des Parksperren-Aktuators, um die Parksperrenklinke in die Offenposition zu versetzen, den Parksperren-Aktuator anschließend wieder abzuschalten, da die Parksperrenklinke mittels der Halteeinrichtung ohne Energiezufuhr in der Offenposition gehalten wird.
Die Halteeinrichtung ist dabei vorzugsweise eine rastende Einrichtung oder beinhaltet eine Kniehebel-Mechanik, so dass die Halteeinrichtung vorzugsweise nicht formschlüssig in Richtung der Sperrposition wirkt, sondern durch eine Betätigungskraft wieder in die Sperrposition versetzt werden kann, wobei die Kraft zum Versetzen der Parksperrenklinke aus der Offenposition in die Sperrposition vorzugsweise direkt oder mittelbar an der Parksperrenklinke angreift und wobei die Kraft hinreichend ist, um die Halteeinrichtung hierbei zu lösen.
Die Halteeinrichtung kann jedoch auch, wie gesagt, eine formschlüssige Halteeinrichtung sein, die beispielsweise mittels eines weiteren Halteeinrichtungs-Aktuators betätigt wird, wie es im Stand der Technik beschrieben ist.
Sofern die Halteeinrichtung ausfällt oder aber Kräfte auf die Parksperrenklinke wirken, die eine nicht formschlüssige Halteeinrichtung überwinden, kann es im Betrieb dazu kommen, dass die Parksperrenklinke aus der Offenposition in Richtung der Sperrposition versetzt wird. Hierbei kommt in der Regel eine bestimmte Kontur zwischen Parksperrenklinke und den Zähnen des Parksperrenrades in Wirkung, die dazu führt, dass die Parksperrenklinke aufgrund der Drehung des Parksperrenrades während der Fahrt des Kraftfahrzeuges abgewiesen wird, also nicht in eine Zahnlücke des Parksperrenrades eingreifen kann.
Nichtsdestotrotz besteht die Möglichkeit, beispielsweise bei einer sehr starken Abbremsung des Fahrzeuges mit ABS-Eingriff, dass die Welle, an der das Parksperrenrad festgelegt ist, so stark verzögert wird, dass trotz der speziellen Geometrien von Parksperrenklinke bzw. Parksperrenrad-Verzahnung die Parksperrenklinke in eine Zahnlücke der Verzahnung des Parksperrenrades eingreifen kann. Dies kann während der Fahrt zu einer Blockierung der angetriebenen Achse führen und folglich zu einem sicherheitskritischen Zustand.
Durch die Maßnahme, nach dem Abschalten des Parksperren-Aktuators die Position der Parksperrenklinke zu erfassen und den Parksperren-Aktuator gegebenenfalls sichernd anzusteuern, um die Parksperrenklinke in die Offenposition zurückzuversetzen, wenn die Position der Parksperrenklinke um mehr als einen Positionsschwellenwert von der Offenposition abweicht, kann eine derartige sicherheitskritische Situation vermieden oder zumindest gelindert werden.
Mit anderen Worten kann hierdurch erreicht werden, dass in einem Zustand, bei dem die Halteeinrichtung überwunden ist, ein Einfallen der Parksperrenklinke in die Parksperrenradverzahnung verhindert oder schnellstmöglich wieder rückgängig gemacht wird, um auf diese Weise einen sicherheitskritischen Zustand entweder von vorneherein zu vermeiden oder aber wieder schnellstmöglich aufzulösen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bildet folglich eine Art redundante Maßnahme zusätzlich zu der Halteeinrichtung, für den Fall von deren Versagen.
Dadurch, dass ein sicherndes Ansteuern des Parksperren-Aktuators nur dann erfolgt, wenn die Position der Parksperrenklinke um mehr als einen Positionsschwellenwert von der Offenposition abweicht, kann verhindert werden, dass der Parksperren-Aktuator unnötig angesteuert wird. Hierdurch können beispielsweise Signalschwankungen herausgefiltert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht folglich die Betriebssicherheit des Kraftfahrzeuges. Da die Position der Parksperrenklinke in vielen Fällen häufig direkt oder mittelbar erfasst wird, ist es ferner in vielen Fällen nicht notwendig, zur Durchführung des Verfahrens zusätzliche Bauteile in dem Antriebsstrang vorzusehen.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
Generell ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren während eines Stillstands des Kraftfahrzeuges durchzuführen.
Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch durchgeführt, während das Kraftfahrzeug fährt, so dass die Position der Parksperrenklinke während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges erfasst wird.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn das Erfassen der Position der Parksperrenklinke periodisch erfolgt.
Hierdurch kann während des gesamten Betriebes und insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges ständig erfasst werden, ob die Parksperrenklinke sich nach wie vor in der Offenposition befindet oder um mehr als einen Positionsschwellenwert von der Offenposition abweicht.
Eine Periode der periodischen Abfrage liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 ms bis zu 3 s, vorzugsweise in einem Bereich von 10 ms bis 100 ms.
Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform wird der Parksperren-Aktuator nach dem sichernden Ansteuern erneut abgeschaltet.
Da davon ausgegangen wird, dass es sich bei der Maßnahme des sichernden Ansteuerns des Parksperren-Aktuators um eine singuläre bzw. nahezu nie vorkommende Maßnahme handelt, wird im Anschluss hieran wieder ein Betriebszustand eingerichtet, wie er auch normalerweise vorherrscht, wenn die Parksperrenanordnung in die Offenposition versetzt worden ist. Hierbei kommt folglich die Halteeinrichtung wiederum zur Wirkung, so dass die Parksperrenklinke mittels der Halteeinrichtung ohne Energiezufuhr in der Offenposition gehalten wird.
Hierbei wird vorzugsweise davon ausgegangen, dass die Halteeinrichtung aufgrund eines einmaligen oder singulären Fehlers überwunden worden ist und folglich nach dem sichernden Ansteuern des Parksperren-Aktuators wieder erneut zur Wirkung kommen kann.
Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform wird dann, wenn ein sicherndes Ansteuern des Parksperren-Aktuators erfolgt, ein Fehlerzähler inkrementiert und/oder ein Timer gestartet.
Hierdurch ist es möglich, abzusichern, ob das sichernde Ansteuern des Parksperren-Aktuators tatsächlich aufgrund eines einmaligen Versagens der Halteeinrichtung erfolgen musste oder ob es sich hierbei möglicherweise doch um einen systemischen Fehler handelt.
Demzufolge ist es bevorzugt, für den Fall, dass der Fehlerzähler einen Fehlerzähler-Schwellenwert überschreitet und/oder wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nochmals ein sicherndes Ansteuern des Parksperren-Aktuators erfolgt, einen Parksperren-Fehlerzustand festzustellen.
Mit anderen Worten wird hierdurch darauf abgestellt, dass die Halteeinrichtung offensichtlich nicht nur aufgrund einer einmaligen Situation überwunden worden ist, sondern dass dies häufiger vorkommen kann. Demzufolge wird davon ausgegangen, dass ein Fehler vorliegt.
Folglich ist es bevorzugt, wenn für den Fall der Feststellung des Parksperren-Fehlerzustandes der Parksperren-Aktuator dauerhaft angesteuert wird, um die Parksperrrenklinke in der Offenposition zu halten.
In diesem Fall wird in Kauf genommen, dass ständig eine Energiezufuhr erforderlich ist, um die Parksperrenklinke in der Offenposition zu halten.
Ferner ist es bevorzugt, wenn für den Fall der Feststellung des Parksperren-Fehlerzustandes eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
Diese kann beispielsweise dazu führen, dass ein Führer des Kraftfahrzeugs dazu aufgefordert wird, eine Werkstatt aufzusuchen, um die Parksperrenanordnung auf den Fehlerzustand hin zu untersuchen und diesen gegebenenfalls zu beseitigen.
Folglich kann generell zwischen sporadischen und dauerhaften Ausfällen der Halteeinrichtung unterschieden werden, und es können geeignete Maßnahmen für den jeweiligen Fall getroffen werden.
Der Fehlerzähler-Schwellenwert kann beispielsweise ein Wert im Bereich zwischen 3 und 20 sein, insbesondere ein Wert im Bereich zwischen 3 und 10.
Für den Fall einer Überwachung der vorbestimmten Zeitspanne kann diese beispielsweise in einem Bereich von 1 Minute bis zu 10 Tagen liegen, insbesondere in einem Bereich von 1 Minute bis zu 1 Tag.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit einer Parksperrenanordnung und einer Steuereinrichtung;
2 eine Darstellung einer Ansteuerung eines Parksperren-Aktuators über der Zeit; und
3 ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Parksperrenanordnung für ein Kraftfahrzeug.

In 1 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12, der ausgangsseitig mit einem Eingang einer Kupplungsanordnung 14 verbunden ist. Ein Ausgang der Kupplungsanordnung 14 ist mit einem Eingang einer Getriebeanordnung 16 verbunden. Ein Ausgang der Getriebeanordnung 16 ist mit einem Differential 18 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 20L, 20R verteilbar ist.
Die Getriebeanordnung 16 ist mit dem Differential 18 über eine Getriebeausgangswelle 24 verbunden.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet ferner eine Parksperrenanordnung 26. Die Parksperrenanordnung 26 weist ein Parksperrenrad 28 auf, das beispielsweise an der Getriebeausgangswelle 24 festgelegt ist, oder an einer anderen hiermit drehgekoppelten Welle.
Die Parksperrenanordnung 26 beinhaltet ferner eine Parksperrenklinke 30, die um eine Schwenkachse 32 verschwenkbar gelagert ist, wobei die Verschwenkbewegung relativ zu einem Gehäuse 34 des Antriebsstranges 10, insbesondere der Getriebeanordnung 16 erfolgt.
Die Parksperrenklinke 30 ist dabei zwischen einer in durchgezogenen Linien in 1 dargestellten Offenposition OP und einer Sperrposition CP verschwenkbar. In der Offenposition OP gibt die Parksperrenklinke 30 das Parksperrenrad 28 frei, so dass dieses sich ungehindert mit der Getriebeausgangswelle 24 mitdrehen kann. Die Offenstellung OP wird insbesondere während eines Fahrbetriebes eines Kraftfahrzeugs eingerichtet, in das der Antriebsstrang 10 eingebaut ist.
In der Sperrposition CP greift ein Klinkenzahn der Parksperrenklinke 30 in eine Zahnlücke einer Außenverzahnung des Parksperrenrades 28, wie es in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Folglich wird das Parksperrenrad 28 in Drehrichtung in Bezug auf das Gehäuse 34 festgelegt. Hierdurch wird das Kraftfahrzeug immobilisiert.
Es ist zu erkennen, dass ein Hub des Klinkenzahns der Parksperrenklinke 30 zwischen der Offenposition OP und der Sperrposition CP in 1 mit s₀ dargestellt ist.
Die Parksperrenanordnung 26 ist mittels einer Betätigungsanordnung 40 betätigbar. Die Betätigungsanordnung 40 beinhaltet einen Parksperren-Aktuator 42, der beispielsweise eine doppelt wirkende Kolben/Zylinder-Anordnung 44 aufweist.
Ein Kolben 46 der Kolben/Zylinderanordnung 44 ist mit der Parksperrenklinke 30 gekoppelt. Eine Kolbenfeder 48 im Inneren der Kolben/Zylinderanordnung 44 drückt den Kolben 46 in eine Richtung, in der die Parksperrenklinke 30 aus der Offenposition OP in die Sperrposition CP gedrückt wird. Die Kolbenfeder 48 oder eine andere Feder kann die Funktion einer Einrückfeder übernehmen.
Zur Einstellung des Hubes des Parksperren-Aktuators 42 kann im Inneren der Kolben/Zylinderanordnung 44 ein Anschlag 50 vorgesehen sein, derart, dass ein Hub s₀ des Kolbens 46 wenigstens so groß ist wie der Hub s₀ der Parksperrenklinke 30.
Die Kolben/Zylinderanordnung 44 weist zwei Anschlüsse auf, die mit einer Hydraulikanordnung 52 verbunden sind. Der eine Anschluss der Kolben/Zylinderanordnung 44 ist in 1 mit O bezeichnet. Sofern über die Hydraulikanordnung 52 Hydraulikfluid unter Druck an diesem Anschluss O bereitgestellt wird, wird der Kolben 46 gegen die Kraft der Kolbenfeder 48 versetzt, um die Parksperrenklinke 30 in Richtung der Offenposition OP zu bewegen.
Der zweite Anschluss C der Kolben/Zylinderanordnung 44 wird gegebenenfalls mittels der Hydraulikanordnung 52 mit Hydraulikfluid unter Druck beaufschlagt, um den Kolben 46 aus der Offenposition OP in Richtung der Sperrposition CP zu versetzen.
Die Hydraulikanordnung 52 wird mittels einer Steuereinrichtung 54 angesteuert. Die Steuereinrichtung 54 ist ferner mit einem Positionssensor 56 verbunden, der dazu ausgebildet ist, eine Position s der Parksperrenklinke 30 zu erfassen, und zwar vorzugsweise nicht nur die Endpositionen, sondern auch dazwischenliegende Positionen. Der Positionssensor 56 kann beispielsweise ein Wegsensor sein. Der Positionssensor 56 kann ein optischer Sensor sein, kann jedoch auch ein Magnetsensor wie ein Hall-Sensor sein, oder dergleichen.
Die Betätigungsanordnung 40 beinhaltet ferner eine Halteeinrichtung 58. Diese ist in 1 schematisch als Rasteinrichtung dargestellt und zeigt eine Kugel/Federraste, die in wenigstens eine Rastausnehmung der Parksperrenklinke 30 eingreifen kann, die in 1 ebenfalls schematisch mit O bezeichnet sind.
In der Offenposition OP der Parksperrenklinke 30 greift die Rasteinrichtung 58 in eine erste Rastausnehmung O. Wenn die Parksperrenklinke 30 in die Sperrposition CP versetzt ist, greift die Rasteinrichtung 58 optional in eine Rastvertiefung C der Parksperrenklinke 30.
Die Rasteinrichtung 58 bildet eine Halteeinrichtung für die Parksperrenklinke 30. Die Halteeinrichtung 58 ermöglicht es, die Parksperrenklinke 30 in der Offenposition OP ohne Energiezufuhr zu halten. Die Rastkräfte der Rasteinrichtung 58 sind folglich so ausgelegt, dass sie den Rasteingriff bewahren können, obwohl die Kolbenfeder 48 versucht, die Parksperrenklinke 30 über den Kolben 46 in Richtung der Sperrposition CP zu drücken.
Die Halteeinrichtung 58 ist, wie oben beschrieben, als Rasteinrichtung dargestellt. Sie kann jedoch auch als formschlüssige Halteeinrichtung ausgebildet sein, oder als Kniehebel-Mechanismus oder dergleichen.
In 2 ist dargestellt, dass die Betätigungsanordnung 40 ausgehend von einer Situation, bei der sich die Parksperrenklinke 30 in der Sperrposition CP befindet (s=s_c=0), zu einem Zeitpunkt t₁ dazu angesteuert wird, um die Parksperrenklinke 30 in die Offenposition OP zu versetzen (s_o). Zum Zeitpunkt t₁ wird dabei mittels der Steuereinrichtung 54 die Hydraulikanordnung 52 dazu angesteuert, an dem Anschluss O der Kolben/Zylinderanordnung 44 Hydraulikdruck bereitzustellen, so dass der Kolben 46 gegen die Federkraft der Feder 48 in Richtung der Offenposition versetzt wird. Ferner wird hierbei auch die Rastkraft der Rasteinrichtung 58 überwunden, sofern die Rasteinrichtung auch für die Sperrposition eine Rastung aufweist, wie es in 1 bei C gezeigt ist.
Kurz nach t₁ hat der Kolben 46 die Parksperrenklinke 30 in die Offenposition OP versetzt, wobei die Rasteinrichtung 58 in die Rastposition O eingerastet ist. Daher kann zum Zeitpunkt t₂ der Parksperren-Aktuator 42 wieder abgeschaltet werden, indem die Steuereinrichtung 54 die Hydraulikanordnung 52 dazu ansteuert, an dem Anschluss O kein weiteres Hydraulikfluid unter Druck bereitzustellen.
Folglich kann die Parksperrenklinke 30 ohne Energiezufuhr in der Offenposition OP gehalten werden.
Die Zeit zwischen t₁ und t₂ kann beispielsweise in einem Bereich kleiner 2 s liegen, insbesondere in einem Bereich kleiner 1 s, vorzugsweise kleiner als 500 ms.
In 3 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Parksperrenanordnung dargestellt, wobei es sich bei der Parksperrenanordnung um die Parksperrenanordnung 26 der 1 handeln kann.
Das Verfahren ist in 3 generell mit 60 bezeichnet und beginnt mit einem Schritt S10.
Nach dem Schritt S10 wird in einem Schritt S12 abgefragt, ob die Parksperrenanordnung 26 in die Sperrposition CP zu bewegen ist. Wenn dies der Fall (Y im Schritt S12), geht das Verfahren über zum Schritt S14, bei dem der Parksperren-Aktuator 42 dazu angesteuert wird, die Parksperrenklinke 30 in die Sperrposition CP zu versetzen.
In einem Schritt S16 wird anschließend die Position der Parksperrenklinke 30 erfasst.
Anschließend wird im Schritt S18 abgefragt, ob die Sperrposition CP erreicht ist (s=S_c). Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Parksperren-Aktuator 42 weiterhin angesteuert, um die Parksperrenklinke 30 in die Sperrposition CP zu versetzen. Andernfalls (Y im Schritt S18) wird festgestellt, dass sich die Parksperrenklinke 30 in der gewünschten Sperrposition CP befindet, und das Verfahren endet im Schritt S20.
Wenn andererseits im Schritt S12 festgestellt wird, dass die Parksperrenanordnung 26 in die Offenposition zu versetzen ist, wird in einem darauffolgenden Schritt S22 der Parksperren-Aktuatur 42 dazu angesteuert, um die Parksperrenklinke 30 in die Offenposition OP zu versetzen.
Anschließend wird im Schritt S24 wiederum die Position der Parksperrenklinke 30 abgefragt bzw. erfasst.
Im darauffolgenden Schritt S26 wird abgefragt, ob sich die Parksperrenklinke 30 in der Offenposition OP befindet (s=s_o).
Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zurück zum Schritt S22 und der Parksperren-Aktuator 42 wird weiterhin angesteuert, um die Parksperrenklinke 30 in die Offenposition OP zu versetzen.
Wenn im Schritt S26 festgestellt wird, dass die Parksperrenklinke 30 die Offenposition OP erreicht hat (Y in Schritt S26), wird im Schritt S28 abgefragt, ob das Fahrzeug steht oder fährt (v>0 km/h?). Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zurück zum Beginn des Schrittes S28, oder in eine andere Schleife.
Wenn das Fahrzeug andererseits fährt (Y im Schritt S28), geht das Verfahren zum Schritt S30.
Im Schritt S30 wird eine Periode ΔT abgewartet, die in einem Bereich von 100 ms bis zu 1 s liegen kann.
Anschließend wird in einem Schritt S32 abgefragt, ob die Position s der Parksperrenklinke 30 um mehr als einen Positionsschwellenwert s_T von der Offenposition OP abweicht (s>s_T).
Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zurück zum Beginn des Schrittes S30, so dass anschließend wiederum die Zeitspanne ΔT abgewartet wird, bis erneut im Schritt S32 abgefragt bzw. erfasst wird, ob die Position s der Parksperrenklinke 30 um mehr als einen Positionsschwellenwert s_T von der Offenposition abweicht, usw.
Diese Schleife wird, obgleich dies in 3 nicht dargestellt ist, dann aufgelöst, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges gleich Null ist, das Fahrzeug also steht. Hierzu wird in der Regel eine weitere Abfrage in diese Schleife S30, S32 eingebaut.
Im normalen Fahrbetrieb sollte die Parksperrenklinke 30 aufgrund der Halteeinrichtung 58 immer in der Offenposition OP verbleiben.
Im Falle eines Fehlers oder eines sonstigen irregulären Zustandes kann es jedoch vorkommen, dass die Parksperrenklinke 30 doch aus der Offenposition OP herausfällt, beispielsweise durch Überwinden der Haltekräfte der Halteeinrichtung bzw. Rasteinrichtung 58.
Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt S32 festgestellt, dass die Position s der Parksperrenklinke 30 um mehr als ein Positionsschwellenwert s_T von der Offenposition OP abweicht (Y im Schritt S32).
Für diesen Fall wird dann unmittelbar der Parksperren-Aktuator 42 im Schritt S34 dazu angesteuert, und zwar auf sichernde Art und Weise, um die Parksperrenklinke 30 zurück in die Offenposition OP zu versetzen.
Hierdurch kann verhindert werden, dass die Parksperrenklinke 30 während der Fahrt des Kraftfahrzeuges irregulär in eine Zahnlücke des Parksperrenrades 38 eingreift, was zu einem sicherheitskritischen Zustand führen könnte.
Sofern ein derartiger Zustand dennoch erreicht werden sollte, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zumindest schnellstmöglich dieser sicherheitskritische Zustand wieder aufgelöst, indem die Parksperrenklinke 30 zurück in die Offenposition OP versetzt wird.
In den Schritten S22 und S34 wird, wie es in 2 dargestellt ist, der Parksperren-Aktuator 42 nur für eine Zeitspanne T_A angesteuert, so dass er nach der Zeitspanne T_A abgeschaltet wird. Auch nach dem Schritt S34 wird der Parksperren-Aktuator 42 wieder abgeschaltet, so dass die Halteeinrichtung 58 wieder in Wirkung kommt und die Parksperrenklinke 30 ohne Energiezufuhr in der Offenposition OP gehalten wird.
Nach dem Schritt S34 wird in einem Schritt S36 ein Fehlerzähler i inkrementiert und/oder ein Timer τ gestartet.
In einem anschließenden Schritt S38 wird abgefragt, ob der Fehlerzähler i einen Schwellenwert i_s überschritten hat. Im Schritt S38 kann alternativ oder zusätzlich abgefragt werden, ob ein sicherndes Ansteuern S34 des Parksperren-Aktuators 42 innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (z.B. Δτ) mehr als einmal aufgetreten ist. Wenn die Abfrage im Schritt S28 negativ ist (N im Schritt S38), geht das Verfahren über zum Beginn des Schrittes S30, bei dem die Periode ΔT appliziert und dann in S32 abgefragt wird, ob die Parksperrenklinke 30 möglicherweise die Offenposition um mehr als einen Schwellenwert verlassen hat.
Wenn die Abfrage im Schritt S38 positiv ist, wird darauf geschlossen, dass ein Parksperren-Fehlerzustand vorliegt. In diesem Fall wird im Schritt S40 der Parksperren-Aktuator 42 dauerhaft dazu angesteuert, um die Parksperrenklinke 30 in der Offenposition OP zu halten.
Hierdurch soll sichergestellt werden, dass bei einem mehrmaligen Ausfall oder einem sonstigen systematischen oder dauerhaften Ausfall der Halteeinrichtung 58 Fehlersituationen, wie sie durch den Schritt S34 bereinigt wurden, nicht wieder auftreten können.
Gegebenenfalls wird zusätzlich im Schritt S40 eine Fehlermeldung ausgegeben, die beispielsweise einen Führer des Kraftfahrzeuges dazu anweist, eine Werkstatt aufzusuchen oder dergleichen.
Nach dem Schritt S40 wird im Schritt S42 abgefragt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit v=0 ist. Wenn dies der Fall ist, ist das Verfahren beendet. Andernfalls geht das Verfahren zurück zum Schritt S40, so dass der Parksperrenaktuator 42 nach wie vor angesteuert wird, um die Parksperrenklinke 30 dauerhaft in der Offenstellung OP zu halten.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können mögliche sicherheitskritische Fahrzustände verhindert oder gelindert werden. Dies wird im Wesentlichen erreicht durch eine Zustandsüberwachung der Parksperrenanordnung und durch ein definiertes Verhalten im Fehlerfall. Der Parksperren-Aktuator 42 kann ein hydraulischer Aktuator sein, wie dargestellt, der durch eine doppelt wirkende Kolben/Zylinderanordnung 44 gebildet ist, wie dargestellt. Ein hydraulischer Parksperren-Aktuator 42 kann jedoch auch durch eine einfach wirkende Kolben/Zylinderanordnung gebildet sein. Ferner kann ein Parksperren-Aktuator 42 durch einen elektromechanischen Aktuator realisiert sein, oder durch einen elektromagnetischen Aktuator.
Die Halteeinrichtung 58 kann eine Rasteinrichtung sein, wie dargestellt, kann jedoch auch ein Kniehebel-Mechanismus sein, ein formschlüssiger Haltemechanismus, der mittels eines Halteeinrichtungsaktuators betätigt wird oder dergleichen.
In 3 ist ferner ein Schritt S44 nach dem Schritt S18 angedeutet. In dem Schritt S44 kann optional erfasst werden, ob die Parksperrenklinke in der Sperrposition verbleibt oder ob die Parksperrenklinke 30 sich beispielsweise um mehr als einen weiteren Positionsschwellenwert von der Sperrposition weg bewegt hat. In diesem Fall könnte gegebenenfalls der Parksperrenaktuatur dazu angesteuert werden, und zwar auf sichernde Art und Weise, um die Parksperrenklinke zurück in die Sperrposition zu versetzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013107860 A1 [0007]
DE 102014000772 A1 [0007]
DE 102014102831 A1 [0007]
DE 102014103914 A1 [0007]
DE 102014104575 A1 [0007]
WO 2016/096511 A1 [0007]
EP 3067591 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Parksperrenanordnung (26) für ein Kraftfahrzeug, die eine Parksperrenklinke (30) aufweist, die zwischen einer Offenposition (OP) und einer Sperrposition (CP) bewegbar ist, wobei die Parksperrenklinke (30) in der Sperrposition (CP) mit einem Parksperrenrad (28) zusammenwirkt, um das Kraftfahrzeug zu immobilisieren, mit den Schritten: - reguläres Ansteuern (S22) eines Parksperren-Aktuators (42), um die Parksperrenklinke (30) in die Offenposition (OP) zu versetzen, - Abschalten des Parksperren-Aktuators (42), wobei die Parksperrenklinke (30) aufgrund einer Halteeinrichtung (58) in der Offenposition (OP) gehalten wird, - Erfassen (S24) einer Position (s) der Parksperrenklinke (30), und - sicherndes Ansteuern (S34) des Parksperren-Aktuators (42), um die Parksperrenklinke (30) in die Offenposition (OP) zurück zu versetzen, wenn die Position (s) der Parksperrenklinke (30) um mehr als einen Positionsschwellenwert (s_T) von der Offenposition (OP) abweicht.
Verfahren nach Anspruch, wobei die Position (s) der Parksperrenklinke (42) während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erfassen (S24) der Position der Parksperrenklinke (30) periodisch erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Periode der periodischen Abfrage (S30) in einem Bereich von 10 ms bis zu 3 s liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Parksperren-Aktuator (42) nach dem sichernden Ansteuern (S34) erneut abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei dann, wenn ein sicherndes Ansteuern (S34) des Parksperren-Aktuators (42) erfolgt, ein Fehlerzähler (i) inkrementiert und/oder ein Timer (τ) gestartet wird (S36).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei dann, wenn der Fehlerzähler (i) einen Fehlerzähler-Schwellenwert (i_s) überschreitet und/oder innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (Δτ) nochmals ein sicherndes Ansteuern (S34) des Parksperren-Aktuators (42) erfolgt, ein Parksperren-Fehlerzustand festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei für den Fall der Feststellung des Parksperren-Fehlerzustandes der Parksperren-Aktuator (42) dauerhaft angesteuert (S40) wird, um die Parksperrenklinke (30) in der Offenposition (OP) zu halten.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei für den Fall der Feststellung des Parksperren-Fehlerzustandes eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
Antriebsstrang (10) mit einer Parksperrenanordnung (26) und einer Steuereinrichtung (54), die dazu ausgelegt und einrichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 durchzuführen.