DE102017123076A1

DE102017123076A1 - Parking lock and method for its control

Info

Publication number: DE102017123076A1
Application number: DE102017123076.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Julian Botiov
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parksperre (1) und ein Verfahren zu deren Steuerung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur formschlüssigen Sperre einer mit zumindest einem Rad verbindbaren Welle mit einem gehäusefest angeordneten, von einem Aktor (7) betätigbaren Sperrelement (6) und einem fest mit der Welle verbundenen Parksperrenrad (2) mit über den Umfang verteilt angeordneten, mit in Umfangsrichtung gegenüber dem Sperrelement (6) erweiterten Ausnehmungen (3), wobei das Sperrelement (6) zur Ausbildung der Sperrwirkung in zumindest eine Ausnehmung (3) drehschlüssig eingreift. Um ein Auslegen der Parksperre (1) unter geringer Last zu ermöglichen, sind eine Erfassungseinrichtung (8) zur Lageerkennung des Sperrelements (6) in der zumindest einen Ausnehmung (3) und eine Steuereinrichtung zur Verdrehung des Parksperrenrads (2) abhängig von der Lage des Sperrelements (6) in der zumindest einen Ausnehmung (3) vorgesehen.The invention relates to a parking brake (1) and a method for the control of a drive train of a motor vehicle for positively locking a connectable with at least one wheel shaft with a fixed to the housing, actuated by an actuator (7) locking element (6) and a fixed to the Shaft connected Parksperrenrad (2) arranged distributed over the circumference, with in the circumferential direction relative to the locking element (6) extended recesses (3), wherein the locking element (6) for forming the blocking effect in at least one recess (3) engages rotationally. In order to enable the parking lock (1) to be laid out under light load, a detection device (8) for detecting the position of the blocking element (6) in the at least one recess (3) and a control device for rotating the parking lock wheel (2) are dependent on the position of the parking lock Locking elements (6) provided in the at least one recess (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperre und ein Verfahren zu deren Steuerung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur formschlüssigen Sperre einer mit zumindest einem Rad verbindbaren Welle mit einem gehäusefest angeordneten, von einem Aktor betätigbaren Sperrelement und einem fest mit der Welle verbundenen Parksperrenrad mit über den Umfang verteilt angeordneten, mit in Umfangsrichtung gegenüber dem Sperrelement erweiterten Ausnehmungen, wobei das Sperrelement zur Ausbildung der Sperrwirkung in zumindest eine Ausnehmung drehschlüssig eingreift. Parksperren werden in automatisierten Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen verwendet, um die Fortbewegung des Kraftfahrzeugs im Parkbetrieb insbesondere an Fahrbahnsteigungen zu verhindern. Hierzu sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 102 59 893 A1 und DE 10 2008 000 177 A1 Anordnungen bekannt, bei denen manuell mittels eines entsprechenden Hebels oder mittels eines Aktors automatisiert eine Parkklinke in ein außenprofiliertes Parksperrenrad formschlüssig eingeklinkt wird. Durch Verspannungen der Parkklinke mit dem Parksperrenrad und durch eine Abweisfunktion zur Verhinderung einer Betätigung bei nicht angepasster Geschwindigkeit sind die Bauteile entsprechender Parksperren groß und schwer ausgebildet und weisen große und aufwendige Betätigungseinrichtungen auf.The invention relates to a parking brake and a method for controlling a drive train of a motor vehicle for positively locking a connectable with at least one wheel shaft fixed to the housing, operable by an actuator locking element and a fixedly connected to the shaft parking lock gear arranged distributed over the circumference , with recesses extended in the circumferential direction relative to the blocking element, wherein the blocking element engages in a rotationally locking manner in at least one recess to form the blocking effect. Parking locks are used in automated powertrains of motor vehicles to prevent the movement of the motor vehicle in parking mode, in particular at road slopes. For this purpose, for example, from the publications DE 102 59 893 A1 and DE 10 2008 000 177 A1 Arrangements known in which automatically by means of a corresponding lever or by means of an actuator a parking pawl is positively latched in an externally profiled parking lock gear. Due to tension of the parking pawl with the parking lock gear and a rejection function to prevent actuation at non-adapted speed, the components of corresponding parking brake are large and heavy and have large and expensive controls on.

Um die insbesondere an Fahrbahnsteigungen auf die Parksperre anliegenden Lasten beim Auslegen der Parksperre zu verhindern, kann beispielsweise vorgesehen sein, die Last mittels einer Erfassung der Fahrbahnsteigung mittels eines in dem Kraftfahrzeugsensor vorhandenen Neigungssensors zu erfassen und abhängig von der abgeschätzten Last das Parksperrenrad in die die Parkklinke entlastende Richtung bei laufender Brennkraftmaschine und teilweise geschlossener Reibungskupplung und gelöster Betriebsbremse zu verdrehen, so dass der Aktor zur Verlagerung der Parkklinke mit geringerer Kraft ausgelegt werden kann. Die Dimensionierung der Parkklinke und die zugehörige Abweisvorrichtung müssen dennoch erhalten bleiben. Zudem ist die abgeschätzte Last durch Auswertung des Neigungssensors fehlerbehaftet, da beispielsweise im Anhängerbetrieb an einer Kuppe oder bei Stellung der mittels der Parksperre gesperrten Räder an einer Bordsteinkante andere, nicht von der Fahrbahnsteigung abhängige Lasten an der Parksperre anliegen können und in entsprechender Auslegung dieser eine Auslegung der Parksperre nicht mehr oder nur unter die Parksperre belastenden Bedingungen oder zeitaufwendigen Hin- und Herbewegungen des Kraftfahrzeugs in beide Fahrtrichtungen möglich ist.In order to prevent the particular applied to road slopes on the parking brake loads when laying out the parking brake, for example, be provided to detect the load by means of detecting the road gradient by means of a present in the vehicle sensor tilt sensor and depending on the estimated load the Parksperrenrad in the parking pawl relieving direction to rotate with the engine running and partially closed friction clutch and dissolved service brake, so that the actuator for relocating the parking pawl can be designed with less force. The dimensioning of the parking pawl and the associated deflector must still be preserved. In addition, the estimated load is faulty by evaluation of the inclination sensor, since for example in trailer operation at a crest or position of the locked by the parking brake wheels on a curb other, not dependent on the road gradient loads may rest against the parking brake and a corresponding interpretation of this interpretation the parking brake is no longer or only under the parking brake onerous conditions or time-consuming back and forth movements of the motor vehicle in both directions is possible.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Parksperre und eines Verfahrens zu deren Steuerung. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine Parksperre vorzuschlagen, die mit wenigen Bauteilen auskommt und leichtere Bauteile aufweist und ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, welches einen Einsatz einer Parksperre mit weniger robust ausgelegten Bauteilen ermöglicht.The object of the invention is the development of a parking brake and a method for controlling it. In particular, the object of the invention to propose a parking brake, which requires only a few components and has lighter components and to propose a corresponding method, which allows the use of a parking brake with less robust designed components.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Die von diesen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 wieder.The object is solved by the subject matter of claims 1 and 7. The dependent of these dependent claims give advantageous embodiments of the subject matter of claims 1 and 7 again.

Die vorgeschlagene Parksperre dient der formschlüssigen Sperre eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsstrang, insbesondere eines hybridischen Antriebsstrangs während einer Parkfunktion, um ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs insbesondere an geneigten Fahrbahnen zu verhindern. Hierzu ist eine mit zumindest einem Rad, insbesondere einem Antriebsrad verbindbare Welle, beispielsweise eine Getriebeeingangswelle bei einem in einem Schaltgetriebe, beispielsweise einem Doppelkupplungsgetriebe eingelegten Gang, eine Getriebeausgangswelle oder dergleichen mit einem gehäusefest angeordneten, von einem Aktor betätigbaren Sperrelement formschlüssig verbindbar. An der Welle ist ein fest mit der Welle verbundenes Parksperrenrad mit über den Umfang verteilt angeordneten, mit in Umfangsrichtung gegenüber dem Sperrelement erweiterten Ausnehmungen aufgenommen. Je nach Ausbildung des Parksperrenrads kann dieses zur Einsparung von Bauraum und Gewicht in die Funktion des Getriebes des Antriebsstrangs integriert sein, beispielsweise als Gangrad wie Festrad einer Zahnradpaarung eines Gangs ausgebildet sein. Das Parksperrenrad weist dabei nach radial außen offene oder geschlossene Ausnehmungen auf, die in Umfangrichtung gegenüber dem Querschnitt des Sperrelements erweitert sind, so dass das Sperrelement mit Umfangsspiel in zumindest eine Ausnehmung eingreift. Beispielsweise kann das von dem Aktor im Wesentlichen axial entlang seiner Längsachse verlagerte Sperrelement gegabelt ausgeführt sein und in mehrere Ausnehmungen oder bei einfacher Ausführung als Sperrbolzen oder dergleichen in lediglich eine einzige Ausnehmung eingreifen, um die Sperrwirkung der Parksperre zu erzielen. Der Eingriff selbst gegenüber dem Parksperrenrad und dessen Ausnehmungen kann beispielsweise bei geschlossenen Ausnehmungen axial zur Drehachse des Parksperrenrads oder bei am Außenumfang des Parksperrenrads angeordneten, verzahnungsähnlich ausgebildeten, nach radial außen offenen Ausnehmungen radial zur Drehachse des Parksperrenrads erfolgen. Nach Ausbildung der drehschlüssigen Verbindung zwischen dem Sperrelement und dem Parksperrenrad kann sich das Parksperrenrad abhängig von einer vorhandenen Fahrbahnsteigung an eine in Umfangsrichtung die Ausnehmungen begrenzende Wandung anlegen, so dass zwischen Sperrelement und Parksperrenrad ein Reibschluss entsteht, der das Zurückziehen des Sperrelements, um die Parksperre wieder zu lösen, erschwert.The proposed parking lock serves the positive lock of a motor vehicle with a drive train, in particular a hybrid powertrain during a parking function to prevent rolling of the motor vehicle, in particular on inclined roads. For this purpose, a shaft which can be connected to at least one wheel, in particular a drive wheel, for example a transmission input shaft, can be positively connected to a locking element actuable by an actuator in a gear engaged in a gearbox, for example a dual-clutch transmission, a transmission output shaft or the like. On the shaft a fixedly connected to the shaft parking lock gear is arranged distributed over the circumference, received in the circumferential direction relative to the locking element recesses. Depending on the design of the parking lock gear this can be integrated to save space and weight in the function of the transmission of the drive train, for example, be designed as a gear as fixed gear of a gear pair of a gear. The parking lock wheel has radially outwardly open or closed recesses, which are widened in the circumferential direction relative to the cross section of the locking element, so that the blocking element engages with at least one recess with circumferential clearance. For example, the blocking element displaced by the actuator essentially axially along its longitudinal axis can be forked and engage in a plurality of recesses or in a simple design as locking pins or the like in only a single recess in order to achieve the blocking effect of the parking brake. The engagement itself with respect to the parking lock gear and its recesses can be done, for example, with closed recesses axially to the axis of rotation of the parking lock gear or arranged on the outer periphery of the parking lock gear, tooth-like trained, radially outwardly open recesses radially to the axis of rotation of the parking lock gear. After forming the rotational connection between the locking element and the parking lock gear, the parking lock wheel may depend on an existing roadway slope to create a circumferentially bounding the recesses wall, so that between locking element and Parksperrenrad a frictional connection is created, which makes it difficult to retract the locking element to the parking brake to solve again.

Um die Verlagerung des Sperrelements zu erleichtern, sind eine Erfassungseinrichtung zur Lageerkennung des Sperrelements in der zumindest einen Ausnehmung und eine Steuereinrichtung zur Verdrehung des Parksperrenrads abhängig von der Lage des Sperrelements in der zumindest einen Ausnehmung vorgesehen. Dies bedeutet, dass mittels der Erfassungseinrichtung die Lage des Sperrelements in der zumindest einen Ausnehmung erfasst wird. Befindet sich das Sperrelement in Umfangsrichtung mit Sicht entlang der Drehachse des Parksperrenrads am linken Anschlag einer Ausnehmung, wird das Parksperrenrad im Gegenuhrzeigersinn verdreht, um den Reibschluss aufzuheben und umgekehrt. Dadurch kann das Sperrelement unabhängig von der auf die Parksperre wirkenden Last zurückgezogen werden. Der Aktor, beispielsweise ein einfacher Hubmagnet, der das Sperrelement axial entlang seiner Längsachse verlagert, kann entsprechend für geringe Lasten ausgelegt werden.In order to facilitate the displacement of the blocking element, a detection device for detecting the position of the blocking element in the at least one recess and a control device for rotating the parking brake gear are provided depending on the position of the blocking element in the at least one recess. This means that the position of the blocking element in the at least one recess is detected by means of the detection device. The locking element is in the circumferential direction with view along the axis of rotation of the parking lock gear on the left stop of a recess, the parking lock wheel is rotated counterclockwise to cancel the frictional engagement and vice versa. Thereby, the locking element can be withdrawn regardless of the load acting on the parking brake. The actuator, for example, a simple solenoid, which displaces the locking element axially along its longitudinal axis, can be designed accordingly for light loads.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Parksperre ist die Erfassungseinrichtung aus einem magnetischen Sensorsystem gebildet, bei dem an den umfangsseitigen Anschlägen wie beispielsweise Wandungen der Ausnehmungen magnetische Polübergänge vorgesehen sind. Zur Erfassung der Polübergänge ist ein Hallsensor oder dergleichen in Nachbarschaft zu den Polübergängen gehäusefest angeordnet. Hierbei kann die Drehlage des Parksperrenrads und damit der Anschläge der Ausnehmungen gegenüber dem Sperrelement derart genau bestimmt werden, dass unabhängig von der Fahrbahnneigung erfasst werden kann, an welchem Anschlag der Ausnehmung das Sperrelement anliegt. Die Polrichtungen sind dabei in bevorzugter Weise derart eingestellt, dass sich die Polrichtungen an den beiden umfangsseitigen Anschlägen unterscheiden, beziehungsweise ein Wechsel der Polrichtung in umgekehrte Richtung stattfindet.According to an advantageous embodiment of the parking brake, the detection device is formed from a magnetic sensor system in which magnetic pole transitions are provided on the peripheral stops such as walls of the recesses. For detecting the pole transitions, a Hall sensor or the like is arranged fixed to the housing in the vicinity of the pole junctions. Here, the rotational position of the parking lock gear and thus the attacks of the recesses relative to the blocking element can be determined so accurately that it can be detected regardless of the roadway slope, at which stop the recess abuts the blocking element. In this case, the polar directions are preferably set in such a way that the polar directions at the two circumferential stops differ or a change in the polar direction takes place in the opposite direction.

Die Polübergänge werden in vorteilhafter Weise mittels eines an dem Parksperrenrad befestigten Magnetrings mit über den Umfang wechselnden Polübergängen vorgesehen. Der Magnetring kann beispielsweise radial innerhalb der Ausnehmungen angeordnet sein.The Polübergänge are provided in an advantageous manner by means of a fixed to the parking lock gear magnet ring with changing pole transitions over the circumference. The magnetic ring can be arranged, for example, radially inside the recesses.

In einer alternativen Ausführungsform der Parksperre ist die Erfassungseinrichtung aus einer gehäusefest angeordneten elektromagnetischen Spule gebildet, welche eine Drehlage der Ausnehmungen abhängig von einer sich über den Umfang ändernden Induktion erfasst. Die Änderung der Induktion kann beispielsweise mittels Ausnehmungen vorgesehen sein, welche in einem radialen Erfassungsbereich der Spule über den Umfang unterschiedliche radiale Verläufe aufweisen. Beispielsweise können die Ausnehmungen an einem umfangsseitigen Anschlag nach radial innen erweitert sein, so dass der Spule gegenüberliegend ein materialfreies Fenster angeordnet ist, während an dem gegenüberliegenden Anschlag das eisenhaltige Material der Parksperre eine veränderte Induktion der Spule erzeugt. Alternativ oder zusätzlich kann das Parksperrenrad in einem radialen Erfassungsbereich der Spule über den Umfang abhängig von der Drehlage der Ausnehmungen unterschiedliche Materialstärken aufweisen, die drehlagenabhängig und damit der Unterscheidung der umfangsseitigen Anschläge der Ausnehmungen dienen.In an alternative embodiment of the parking brake, the detection device is formed from a housing-fixedly arranged electromagnetic coil, which detects a rotational position of the recesses depending on a circumferentially changing induction. The change in the induction can be provided, for example, by means of recesses which have different radial profiles over the circumference in a radial detection region of the coil. For example, the recesses may be widened radially inward on a circumferential stop, so that the coil opposite a material-free window is arranged, while generated at the opposite stop the ferrous material of the parking brake a modified induction of the coil. Alternatively or additionally, the parking lock wheel in a radial detection range of the coil over the circumference depending on the rotational position of the recesses have different material thicknesses, which serve rotational position and thus the distinction of the peripheral stops of the recesses.

Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung der vorgeschlagenen Parksperre. Hierzu wird zum Auslegen der eingelegten Parksperre und unter Last stehendem Sperrelement mittels der Erfassungseinrichtung eine Anlage des Sperrelements an einem der in Umfangsrichtung die Ausnehmungen begrenzenden Anschlag wie beispielsweise einer dem Außenumfang des Sperrelements nachgebildeten Wandung und vor dem Verlagern des Sperrelements aus der Ausnehmung das Parksperrenrad unter Aufhebung eines Kontakts zwischen Sperrelement und Wandung verdreht. Das an einer Welle des Getriebes, dem Rotor einer Elektromaschine oder dergleichen drehschlüssig aufgenommene Parksperrenrad wird von einer drehschlüssig mit der Welle in Verbindung stehenden Elektromaschine, bevorzugt einer Elektromaschine einer Antriebseinheit des Antriebsstrangs verdreht.The proposed method is used to control the proposed parking brake. For this purpose, to interpret the inserted parking brake and under load blocking element by means of the detection device, a system of locking element on one of the recesses limiting in the circumferential direction stop such as a the outer periphery of the locking element simulated wall and before moving the locking element from the recess, the parking lock wheel with repeal a contact between locking element and wall twisted. The on a shaft of the transmission, the rotor of an electric machine or the like rotatably received parking lock gear is rotated by a rotatably connected to the shaft electric machine, preferably an electric machine of a drive unit of the drive train.

In üblicher Weise erfolgt dabei das Aus- und Einlegen der Parksperre bei betätigter Betriebsbremse, um das Kraftfahrzeug vor einem Wegrollen zu bewahren. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann zur Betätigung der Betriebsbremse aufgefordert werden. Eine Verdrehung des Parksperrenrads erfolgt dabei in vorteilhafter Weise bei geschlossener Betriebsbremse innerhalb einer elastischen Drehelastizität des Antriebsstrangs, so dass das Kraftfahrzeug während der Durchführung des Verdrehvorgangs nicht fortbewegt wird.In the usual way, the locking and unlocking of the parking lock takes place when the service brake is actuated in order to prevent the motor vehicle from rolling away. The driver of the motor vehicle may be requested to actuate the service brake. A rotation of the parking lock gear takes place in an advantageous manner when the service brake is closed within an elastic torsional elasticity of the drive train, so that the motor vehicle is not moved during the implementation of the twisting operation.

In vorteilhafter Weise kann mittels des Verfahrens auch das Einlegen der Parksperre verbessert werden. Beispielsweise kann bei einem Einlegen der Parksperre bei betätigter Betriebsbremse eine Synchronisation des Sperrelements auf zumindest eine Ausnehmung durch Verdrehen des Parksperrenrads innerhalb einer Drehelastizität des Antriebsstrangs mittels einer Elektromaschine, bevorzugt einer Elektromaschine der Antriebseinheit vorgesehen werden.Advantageously, by means of the method also the engagement of the parking brake can be improved. For example, when the parking brake is engaged when the service brake is applied, a synchronization of the locking element to at least one recess can be provided by rotating the parking lock gear within a torsional elasticity of the drive train by means of an electric machine, preferably an electric machine of the drive unit.

Mit anderen Worten werden die vorgeschlagene Parksperre und das vorgeschlagene Verfahren dahingehend verbessert, dass eine auf der Parksperre ruhende Last vor dem Auslegen der Parksperre unabhängig von einer Fahrbahnneigung des parkenden Kraftfahrzeugs beseitigt wird. Hierzu wird in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Drehlage eines auf das Parksperrenrad aufgebrachten Magnetrings beispielsweise mittels eines Hall-Sensors am Aktor der Parksperre detektiert.In other words, the proposed parking brake and the proposed method are improved so that one on the Parking lock resting load is removed before laying out the parking brake regardless of a road gradient of the parked motor vehicle. For this purpose, in a first exemplary embodiment, a rotational position of a magnetic ring applied to the parking lock wheel is detected, for example, by means of a Hall sensor on the actuator of the parking lock.

Die Lücken wie Ausnehmungen des Parksperrenrads, in welche das Sperrelement wie beispielsweise ein Rastelement der Parksperre einrastet, erstrecken sich über einen größeren Winkelbereich als das Rastelement selbst. Somit entsteht ein Umkehrspiel in verriegelter Stellung, so dass das Parksperrenrad bei Fahrzeugbelastung in Vorwärtsrichtung, beispielsweise an einem Hang in Richtung Tal eine andere Winkelstellung einnimmt als bei Fahrzeugbelastung in Rückwärtsrichtung, beispielsweise am Hang in Richtung Berg, da sich das Rastelement an einer anderen Flanke der Lücke abstützt.The gaps such as recesses of the Parksperrenrads, in which the locking element engages such as a locking element of the parking lock, extending over a larger angular range than the locking element itself. Thus creates a backlash in the locked position, so that the parking lock during vehicle load in the forward direction, for example on a Slope towards the valley occupies a different angular position as in vehicle load in the reverse direction, for example on a slope in the mountain direction, since the locking element is supported on another edge of the gap.

Der Magnetring wird dabei so auf das Parksperrenrad aufgebracht, dass jeweils an der „bergseitigen“ Flanke, beispielsweise ein Nordpol und an der „talseitigen“ Flanke ein Südpol oder umgekehrt positioniert ist. Zum Lösen der Parksperre wird zunächst der Hall-Sensor ausgelesen. Wird beispielsweise ein Signal für Nordpol erfasst, so muss von der Elektromaschine, beispielsweise der Elektromaschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs Drehmoment, Antrieb oder dergleichen in Vorwärtsrichtung aufgebracht werden, bei einem erfassten Südpol muss in Rückwärtsrichtung angetrieben werden.The magnetic ring is thereby applied to the parking lock gear, that in each case on the "mountain side" edge, for example, a north pole and on the "valley side" edge, a south pole or vice versa is positioned. To release the parking lock, the Hall sensor is first read out. If, for example, a signal for the north pole is detected, then the electric machine, for example the electric machine for driving the motor vehicle, must apply torque, drive or the like in the forward direction, with a detected south pole it is necessary to drive in the reverse direction.

Weiterhin ist möglich, unter Verwendung dieses Hall-Signals als Steuergröße den Aktor zu steuern und die Parksperre erst dann zu öffnen und das zur Verdrehung benötigte Drehmoment wieder zurückzunehmen, wenn beispielsweise ein Signal nahe einem Nulldurchgang zwischen Nord- und Südpol erfasst wird. Dies entspricht beispielsweise einer Stellung des Rastelementes zwischen den Flanken der Lücken, also der Mitte einer Lücke und damit einer entlasteten Position des Rastelements, in welcher die Parksperre auch ohne vorherige Verdrehung des Parksperrenrads nahezu kraftlos geöffnet werden kann.It is also possible, using this Hall signal as a control variable to control the actuator and only then open the parking lock and take back the torque required for rotation again, for example, when a signal near a zero crossing between the north and south pole is detected. This corresponds for example to a position of the locking element between the flanks of the gaps, so the center of a gap and thus a relieved position of the locking element in which the parking brake can be opened almost without power even without prior rotation of the parking lock.

Alternativ ist es möglich, im Wesentlichen gleichzeitig das Parksperrenrad mit Drehmoment zu belasten und den Aktor zu öffnen. Eine Öffnung der Parksperre unterbleibt aufgrund der anstehenden Last und der beschränkten Leistung des Aktors vorerst. Mit zunehmendem Drehmoment der Elektromaschine beziehungsweise dem daraus folgenden zunehmenden Drehwinkel des Parksperrenrads ist der Aktor in der Lage, das Sperrelement aus der Lücke zu ziehen. Ist das Sperrelement aus der Lücke herausgezogen, kann eine Abstellung des Drehmoments abhängig von einem Endlagensensor, der eine offene Parksperre signalisiert, erfolgen. Der Endlagensensor kann innerhalb des Aktors angeordnet sein.Alternatively, it is possible to load the parking lock gear with torque substantially simultaneously and to open the actuator. An opening of the parking brake is omitted due to the upcoming load and the limited power of the actuator for the time being. With increasing torque of the electric machine or the consequent increasing angle of rotation of the parking lock gear, the actuator is able to pull the locking element out of the gap. If the blocking element pulled out of the gap, a shutdown of the torque can be done depending on a limit sensor, which signals an open parking lock. The end position sensor can be arranged within the actuator.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Parksperre, beispielsweise deren Aktor eine Sensorspule zur Erfassung einer Induktivität an der dem eisenhaltigen Parksperrenrad zugewandten Seite enthalten. Die Lücken zum Eingreifen des Sperrelementes werden dabei nicht mit konstanter Ausdehnung in radialer Richtung ausgebildet, sondern jeweils auf einer Umfangsseite mit großer Ausdehnung und auf der Gegenseite mit geringer Ausdehnung ausgebildet. Die Spule zur Induktivitätsmessung ist auf radialer Höhe der Lücken angebracht. Durch den hohen Anteil an eisenhaltigem Material des aus Stahl hergestellten Parksperrenrads im Lückenbereich mit geringer Ausdehnung der Lücke wird an dieser Stelle an der Spule eine andere Induktivität induziert als auf der Gegenseite der Lücke mit großer Ausdehnung und somit geringem Anteil an eisenhaltigem Material.In a second embodiment, the parking brake, for example, the actuator may include a sensor coil for detecting an inductance on the iron-containing parking lock gear side facing. The gaps for engaging the blocking element are not formed with a constant extent in the radial direction, but each formed on a peripheral side with a large extent and on the opposite side with a small extension. The coil for inductance measurement is mounted on the radial height of the gaps. Due to the high proportion of iron-containing material of the parking lock wheel made of steel in the gap region with little expansion of the gap, a different inductance is induced at this point on the coil than on the opposite side of the gap with a large expansion and thus a small amount of ferrous material.

Dadurch kann über Induktivitätsmessung ermittelt werden, auf welcher Seite der Lücke sich das Sperrelement befindet und gegebenenfalls anliegt. Eine Verdrehung des Parksperrenrads kann dadurch eindeutig in die Richtung eingeleitet werden, welche dazu führt, dass die Lückenflanke von dem Sperrelement wegbewegt wird und damit eine Belastung des Sperrelementes in Umfangsrichtung aufgehoben wird und das Sperrelement im Wesentlichen kraftfrei ausgelegt werden kann.This can be determined by inductance measurement on which side of the gap is the blocking element and optionally applied. A rotation of the parking lock wheel can be clearly initiated in the direction, which causes the gap edge is moved away from the blocking element and thus a load of the blocking element is released in the circumferential direction and the blocking element can be designed substantially force-free.

Bei Erfassung einer Zwischenstellung zwischen den Anschlägen einer Lücke kann eine lastfreie Verlagerung des Sperrelements ohne vorherige Verdrehung des Parksperrenrads vorgesehen werden, so dass sich ein Dynamikvorteil der Parksperrenbetätigung bei nicht belastetem Sperrelement ergibt und die Parksperre schneller ausgelegt werden kann.Upon detection of an intermediate position between the attacks of a gap load-free displacement of the locking element can be provided without prior rotation of the parking lock gear, so that a dynamic advantage of the parking brake operation results in non-loaded locking element and the parking brake can be designed faster.

Zur Erfassung von Induktionsänderungen über die Verdrehung des Parksperrenrads kann alternativ zu den radial zwischen den Anschlägen unterschiedlich ausgebildeten Ausnehmungen beispielsweise zur Verbesserung deren Stabilität die Steuerung der Induktivität außerhalb der Ausnehmungen vorgesehen sein. Beispielsweise können hierzu radial außerhalb oder radial innerhalb der Ausnehmungen weitere Ausnehmungen und/oder Variationen der Materialdicke des Parksperrenrads vorgesehen sein, die eine Unterscheidung der umfangsseitigen Anschläge jeweils einer Ausnehmung ermöglichen.For detecting induction changes via the rotation of the parking lock wheel, the control of the inductance outside the recesses can be provided as an alternative to the radially differently formed between the stops recesses, for example, to improve their stability. For example, for this purpose, further recesses and / or variations of the material thickness of the parking lock gear can be provided radially outside or radially within the recesses, which allow a distinction of the peripheral stops each having a recess.

Bei einem Ausfall des Aktors, des Bordnetzes oder dergleichen kann eine Notöffnungsoption der Parksperre vorgesehen sein, um das Kraftfahrzeug beispielsweise schiebend oder ziehend abschleppen zu können. Hierzu kann das gegebenenfalls vorgespannte Sperrelement mittels eines von außen zugänglichen Hilfsmittels, beispielsweise einer Schraube oder dergleichen ziehend oder drückend aus dem Parksperrenrad ohne Versorgungsenergie aus der entsprechenden Ausnehmung verlagert werden.In case of failure of the actuator, the electrical system or the like, an emergency opening option of the parking brake may be provided to tow the vehicle, for example, pushing or pulling. For this purpose, the optionally biased blocking element by means of a from the outside accessible aid, such as a screw or the like pulling or pushing out of the parking lock gear without supply energy to be shifted from the corresponding recess.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

1 ein Detail einer Parksperre in schematischer Darstellung und
2 ein Detail einer gegenüber der Parksperre der 1 abgeänderten Parksperre in schematischer Darstellung.

The invention is based on the in the 1 and 2 illustrated embodiments explained in more detail. Showing:

1 a detail of a parking lock in a schematic representation and
2 a detail one opposite the parking lock of 1 modified parking lock in a schematic representation.

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung die Parksperre 1 in Ansicht mit dem um die Drehachse d angeordneten nur teilweise dargestellten Parksperrenrad 2. Das Parksperrenrad 2 ist auf einer Welle angeordnet, die von einer Elektromaschine, bevorzugt von einer Elektromaschine der Antriebseinheit für den alleinigen oder in Kombination mit einer Brennkraftmaschine hybridischen Antrieb des die Parksperre 1 enthaltenden Kraftfahrzeugs um die Drehachse d drehantreibbar ist. Desweiteren steht das Parksperrenrad in drehschlüssiger Verbindung mit Rädern des Kraftfahrzeugs. Das Parksperrenrad 2 weist über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung längsschlitzartig erweiterte Ausnehmungen 3 auf, die in Umfangsrichtung jeweils von Wandungen 4, 5 begrenzt sind. Zur Ausbildung einer formschlüssigen Sperrwirkung der Räder ist das Sperrelement 6 vorgesehen, welches von dem Aktor 7, beispielsweise einem Hubmagneten entlang seiner Längsachse und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel axial zur Drehachse d in eine der Ausnehmungen 3 verlagert wird. Der Querschnitt q des hier als Bolzen ausgebildeten Sperrelements 6 ist in Umfangsrichtung geringer als die Ausnehmung 3 zwischen den Wandungen 4, 5 ausgebildet, so dass das Sperrelement 6 in Umfangsrichtung gegenüber dem Parksperrenrad 2 verlagerbar ist.The 1 shows a schematic representation of the parking brake 1 in view with the around the rotation axis d arranged only partially illustrated Parksperrenrad 2 , The parking lock wheel 2 is arranged on a shaft of an electric machine, preferably by an electric machine of the drive unit for the sole or in combination with an internal combustion engine hybrid drive of the parking brake 1 containing motor vehicle about the axis of rotation d is rotary drivable. Furthermore, the parking lock gear is rotationally connected to wheels of the motor vehicle. The parking lock wheel 2 has circumferentially distributed along the circumference longitudinally enlarged recesses 3 on, in the circumferential direction of each wall 4 . 5 are limited. To form a positive locking effect of the wheels is the blocking element 6 provided, which of the actuator 7 , For example, a solenoid along its longitudinal axis and in the embodiment shown axially to the axis of rotation d in one of the recesses 3 is relocated. The cross section q of the locking element formed here as a bolt 6 is smaller in the circumferential direction than the recess 3 between the walls 4 . 5 formed, so that the blocking element 6 in the circumferential direction relative to the parking lock gear 2 is relocatable.

Tritt beispielsweise bei einer Parkstellung des Kraftfahrzeugs an einer Fahrbahnsteigung eine Verlagerung des Sperrelements 6 an eine der Wandungen 4, 5 - hier an die Wandung 4 - auf, kann das Sperrelement beim Lösen der Parksperre 1 nur unter Aufwendung dieser Last von dem Aktor 7 aus der Ausnehmung 3 gezogen werden. Um eine entsprechende Auslegung des Aktors 7 zu vermeiden, sorgt das Umfangsspiel dafür, dass das Sperrelement 6 nur an einer einzigen der beiden Wandungen 4, 5 anliegt und mittels einer Verdrehung des Parksperrenrads 2 ein lastfreier Zustand des Sperrelements 6 erzielt werden kann. Die Verdrehung des Parksperrenrads 2 erfolgt durch die Elektromaschine innerhalb einer Drehelastizität des Antriebsstrangs, so dass ein Auslegen der Parksperre 1 ohne Bewegung des Kraftfahrzeugs und bei betätigter Betriebsbremse erfolgen kann.Occurs, for example, in a parking position of the motor vehicle at a road gradient, a shift of the locking element 6 to one of the walls 4 . 5 - here on the wall 4 - on, the locking element when releasing the parking brake 1 only by applying this load from the actuator 7 from the recess 3 to be pulled. To a corresponding interpretation of the actuator 7 To avoid, the circumferential clearance ensures that the blocking element 6 only on one of the two walls 4 . 5 abuts and by means of a rotation of the parking lock gear 2 a load-free state of the locking element 6 can be achieved. The rotation of the parking lock gear 2 done by the electric machine within a torsional elasticity of the drive train, so that a laying out of the parking brake 1 can be done without movement of the motor vehicle and actuated service brake.

Zur Erfassung der Drehlage des Sperrelements 6 gegenüber dem Parksperrenrad 2, also der Erfassung, an welcher der Wandungen 4, 5 beziehungsweise ob das Sperrelement überhaupt an einer Wandung 4, 5 anliegt, dient die Erfassungseinrichtung 8, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als magnetisches Sensorsystem mit dem Magnetring 9 und dem an dem Aktor 7 angeordneten Hallsensor 10 ausgebildet ist. Der Magnetring 9 mit über den Umfang abwechselnden Polen S, N ist radial innerhalb der Ausnehmungen 3 angeordnet. Die Pole S, N sind dabei so angeordnet, dass jeweils derselbe Pol N an einer der Wandungen 4 und der andere Pol S an den in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Wandungen 5 angeordnet sind. Der Hallsensor 10 erfasst damit die Drehlage des Sperrelements 6, so dass dieses durch entsprechende Verdrehung des Parksperrenrads 2 - hier entgegen des Uhrzeigersinns - lastfrei gestellt werden kann. Die Steuerung der Elektromaschine kann dabei abhängig von den erfassten Signalen des Hallsensors 10 gesteuert werden. Beispielsweise kann die Elektromaschine bis zu einem Polrichtungswechsel der Pole gesteuert werden. Alternativ kann bei gleichzeitiger Schaltung des Aktors 7 und der Elektromaschine die Elektromaschine gestoppt werden, sobald das Sperrelement 6 in dem Aktor 7 eine entsprechende Endlage erreicht hat.For detecting the rotational position of the locking element 6 opposite the parking lock gear 2 , that is, the detection of which of the walls 4 . 5 or whether the blocking element at all on a wall 4 . 5 is applied, the detection device is used 8th in the embodiment shown as a magnetic sensor system with the magnetic ring 9 and at the actor 7 arranged Hall sensor 10 is trained. The magnetic ring 9 with over the circumference alternating poles S . N is radially inside the recesses 3 arranged. The poles S . N are arranged so that in each case the same pole N on one of the walls 4 and the other pole S at the opposite walls in the circumferential direction 5 are arranged. The Hall sensor 10 thus captures the rotational position of the locking element 6 , so that this by appropriate rotation of the parking lock gear 2 - counterclockwise here - can be made load-free. The control of the electric machine can be dependent on the detected signals of the Hall sensor 10 to be controlled. For example, the electric machine can be controlled up to a Polrichtungswechsel the poles. Alternatively, with simultaneous switching of the actuator 7 and the electric machine the electric machine stopped as soon as the blocking element 6 in the actor 7 has reached a corresponding end position.

Die 2 zeigt in Abänderung der Parksperre 1 der 1 die Parksperre 1a in schematisch dargestellter Teilansicht mit dem Parksperrenrad 2a und dem als Bolzen ausgeführten Sperrelement 6a, welches von dem Aktor 7a, beispielsweise einem Hubmagneten axial in eine der Ausnehmungen 3a zur Ausbildung der Sperrwirkung der Parksperre 1a verlagert wird.The 2 shows in modification of the parking lock 1 of the 1 the parking lock 1a in schematically illustrated partial view with the parking lock gear 2a and the locking element designed as a bolt 6a which of the actor 7a , For example, a solenoid axially into one of the recesses 3a to form the blocking effect of the parking brake 1a is relocated.

Im Unterschied zu der Erfassungseinrichtung 8 der 1 ist die Erfassungseinrichtung 8a der Parksperre 1a aus der elektromagnetischen, sensorisch geschalteten Spule 10a zur Erfassung der Induktivität ausgebildet. Zur Erfassung von Unterschieden der Induktivität abhängig von der Drehlage des Parksperrenrads 2a und damit der Wandungen 4a, 5a sind die Ausnehmungen 3a bezogen auf ihre Mittellinie m asymmetrisch ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die in Umfangsrichtung linksseitigen, also gegen den Uhrzeigersinn angeordneten Bereiche 11a der Ausnehmungen 3a radial nach innen gegenüber den rechtsseitigen, also im Uhrzeigersinn angeordneten Bereiche 12a erweitert, so dass die Spule 10a bei einem an der Wandung 4a anliegenden Sperrelement 6a eine geringere Induktivität erfasst, als bei einem Anliegen des Sperrelements 6a an der Wandung 5a. Die Erfassung der Induktivität erfolgt analog, so dass unmittelbar eine lastfreie Drehlage des Sperrelements 6a zwischen den Wandungen 4a, 5a erkannt wird und die Parksperre 1a sofort und ohne Drehantrieb der Elektromaschine schnell und lastfrei gelöst werden kann, indem der Aktor 7a unverzüglich das Sperrelement 6a verlagert.Unlike the detection device 8th of the 1 is the detection device 8a the parking lock 1a from the electromagnetic, sensory switched coil 10a designed for detecting the inductance. For detecting differences in inductance depending on the rotational position of the parking lock gear 2a and with it the walls 4a . 5a are the recesses 3a relative to their midline m asymmetrically formed. In the embodiment shown, the circumferentially left-sided, so arranged counterclockwise areas 11a the recesses 3a radially inward relative to the right-hand, that is arranged in a clockwise direction areas 12a extended, leaving the coil 10a at one on the wall 4a adjacent blocking element 6a detects a lower inductance, as with a concern of the blocking element 6a on the wall 5a , The detection of the inductance is analog, so that immediately a load-free rotational position of the locking element 6a between walls 4a . 5a is recognized and the parking brake 1a can be solved quickly and load-free immediately and without rotary drive of the electric machine by the actuator 7a immediately the blocking element 6a relocated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Parksperreparking lock
1a1a: Parksperreparking lock
22: Parksperrenradparking gear
2a2a: Parksperrenradparking gear
33: Ausnehmungrecess
3a3a: Ausnehmungrecess
44: Wandungwall
4a4a: Wandungwall
55: Wandungwall
5a5a: Wandungwall
66: Sperrelementblocking element
6a6a: Sperrelementblocking element
77: Aktoractuator
7a7a: Aktoractuator
88th: Erfassungseinrichtungdetector
8a8a: Erfassungseinrichtungdetector
99: Magnetringmagnetic ring
1010: HallsensorHall sensor
10a10a: SpuleKitchen sink
11a11a: BereichArea
12a12a: BereichArea
dd: Drehachseaxis of rotation
mm: Mittelliniecenter line
NN: Polpole
qq: Querschnittcross-section
SS: Polpole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10259893 A1 [0001]
DE 102008000177 A1 [0001]

Claims

Parking lock (1, 1a) for a drive train of a motor vehicle for the positive locking of a shaft connected to at least one wheel with a fixed housing, by an actuator (7, 7a) operable locking element (6, 6a) and a fixedly connected to the shaft Parksperrenrad ( 2, 2a) arranged distributed over the circumference, with in the circumferential direction relative to the blocking element (6, 6a) enlarged recesses (3, 3a), wherein the blocking element (6, 6a) for forming the blocking effect in at least one recess (3, 3a ) engages in a rotationally engaged manner, characterized in that a detection device (8, 8a) for detecting the position of the locking element (6, 6a) in the at least one recess (3, 3a) and a control device for rotating the Parksperrenrads (2, 2a) depending on a rotational position of the blocking element (6, 6a) are provided in the at least one recess (3, 3a).

Parking lock (1) to Claim 1 , characterized in that the detection device (8) is formed from a magnetic sensor system in which on peripheral side walls (4, 5) of the recesses (3) magnetic poles (S, N) are provided and for detecting the poles (S, N ) A Hall sensor (10) in the vicinity of the poles (S, N) is fixed to the housing.

Parking lock (1) to Claim 2 , characterized in that the poles (S, N) are provided by means of a magnet ring (9) attached to the parking lock wheel (2) with pole transitions changing over the circumference.

Parking lock (1a) after Claim 1 , characterized in that the detection device (8a) is formed from a housing fixed arranged electromagnetic coil (10a), which detects a rotational position of the locking element (6a) in the recesses (3a) depending on a circumferentially varying induction.

Parking lock (1a) after Claim 4 , characterized in that the recesses (3a) in a radial detection range of the coil (10a) over the circumference have different radial courses.

Parking lock (1a) after Claim 4 or 5 , characterized in that the parking lock wheel (2a) in a radial detection region of the coil (10a) over the circumference depending on the rotational position of the recesses (3a) has different material thicknesses.

Method for controlling a parking brake (1, 1a) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that when the parking brake (1, 1a) and under load blocking element (6, 6a) by means of the detection device (8, 8a) abutment of the locking element (6, 6a) on one of the circumferential recesses (3, 3a) limiting wall (4, 4a, 5, 5a) detected and before the displacement of the locking element (6, 6a) from the recess (3, 3a) the Parksperrenrad (2, 2a), canceling a contact between locking element (6, 6a ) and wall (4, 4a) is rotated.

Method according to Claim 7 , characterized in that the parking lock wheel (2, 2a) is rotated by a rotationally connected to the shaft in connection electric machine, preferably an electric machine of a drive unit of the drive train.

Method according to Claim 8 , characterized in that the rotation is carried out in a closed service brake within an elastic torsional elasticity of the drive train.

Method according to one of Claims 7 to 9 , characterized in that when inserting the parking brake (1, 1a) with actuated service brake, a synchronization of the locking element (6, 6a) on at least one recess (3, 3a) by turning the Parksperrenrads (2, 2a) within a torsional elasticity of the drive train is carried out by means of an electric machine, preferably an electric machine of the drive unit.