DE102019217170A1 - Motor vehicle and method for operating a parking lock arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Parksperrenanordnung, wobei die Parksperrenanordnung zumindest eine Sperreinrichtung zum mechanischen Sperren des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs und einen Aktuator zum Betätigen der Sperreinrichtung aufweist, wobei der Aktuator einen Elektromotor als Antriebsquelle umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator an zwei unterschiedliche, unabhängige Stromversorgungen angebunden ist.Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Parksperrenanordnung.The invention relates to a motor vehicle with a parking lock arrangement, the parking lock arrangement having at least one locking device for mechanically locking the drive train of the motor vehicle and an actuator for actuating the locking device, the actuator comprising an electric motor as a drive source, characterized in that the actuator is connected to two different, Independent power supplies is connected. In addition, the invention relates to a method for operating a parking lock arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Parksperrenanordnung, wobei die Parksperrenanordnung zumindest eine Sperreinrichtung zum mechanischen Sperren des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs und einen Aktuator zum Betätigen der Sperreinrichtung aufweist, wobei der Aktuator einen Elektromotor als Antriebsquelle umfasst.The invention relates to a motor vehicle with a parking lock arrangement, the parking lock arrangement having at least one locking device for mechanically locking the drive train of the motor vehicle and an actuator for actuating the locking device, the actuator comprising an electric motor as a drive source.
Parksperrenanordnungen, kurz Parksperren, werden in Automatikgetrieben verwendet, um eine zusätzliche Sicherung des Kraftfahrzeugs gegen Wegrollen zu ermöglichen. Während bei Handschaltgetrieben ein Gang eingelegt werden kann ist dies bei Automatikgetrieben nicht ohne weiteres möglich. Daher werden Parksperrenanordnungen oder kurz Parksperren verwendet, um ein Bauteil auf der Abtriebsseite des Getriebes zu sperren.Parking lock arrangements, or parking locks for short, are used in automatic transmissions in order to enable the motor vehicle to be additionally secured against rolling away. While a gear can be engaged with manual transmissions, this is not easily possible with automatic transmissions. Parking lock arrangements, or parking locks for short, are therefore used to lock a component on the output side of the transmission.
Dabei ist es bekannt, in Notfällen, beispielsweise bei Ausfall des Steuergerätes, ein weiteres Steuergerät vorzuhalten. Auch ist es bekannt, zwei Aktuatoren vorzusehen, um den Ausfall eines Aktuators kompensieren zu können.It is known to have a further control unit available in emergencies, for example if the control unit fails. It is also known to provide two actuators in order to be able to compensate for the failure of one actuator.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer Parksperrenanordnung anzugeben, das eine größtmögliche Ausfallsicherheit bietet und dabei kostengünstig aufgebaut ist.Based on this, it is the object of the present invention to specify a motor vehicle with a parking lock arrangement which offers the greatest possible fail-safety and is inexpensive to build.
Zur Lösung dieses Problems wird bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Aktuator an zwei unterschiedliche, unabhängige Stromversorgungen angebunden ist.To solve this problem, in a motor vehicle of the type mentioned at the beginning, it is proposed that the actuator be connected to two different, independent power supplies.
Der Begriff der Anbindung soll dabei zum Ausdruck bringen, dass es mit zwei unabhängigen Stromversorgungen möglich ist, den Aktuator bzw. seinen Elektromotor mit Strom zu beaufschlagen. Er bedeutet nicht, dass der Aktuator gleichzeitig mit Strom aus zwei Quellen beaufschlagt wird. Wird der Aktuator dagegen von einer bestimmten Stromversorgung mit Strom beaufschlagt, so wird dies als verbunden bezeichnet. Die Anbindung bezeichnet also lediglich den Zustand, dass eine elektrische Leitung zwischen der Stromversorgung und dem Aktuator gelegt ist und damit eine Beaufschlagung mit Strom möglich ist.The term connection is intended to express that it is possible to supply the actuator or its electric motor with current with two independent power supplies. It does not mean that the actuator is supplied with power from two sources at the same time. If, on the other hand, the actuator is supplied with current from a specific power supply, this is referred to as connected. The connection therefore only refers to the state in which an electrical line is laid between the power supply and the actuator and thus an application of current is possible.
Eine Stromversorgung kann auch als Stromquelle oder kurz Quelle bezeichnet werden.A power supply can also be referred to as a power source or source for short.
Die Sperreinrichtung kann eine Sperrklinke aufweisen. Dabei werden alle Bauteile bis zur Sperreinrichtung als zum Aktuator gehörig angesehen. Die mechanischen Details der Sperreinrichtung oder des Aktuators abgesehen vom Elektromotor sind für die vorliegende Erfindung grundsätzlich nicht relevant. Es ist also beispielsweise nicht wesentlich für die Erfindung, ob die Sperrklinke eine besondere Form aufweist oder welches Bauteil des Antriebsstrangs sie sperrt.The locking device can have a locking pawl. All components up to the locking device are regarded as belonging to the actuator. The mechanical details of the locking device or the actuator apart from the electric motor are fundamentally not relevant for the present invention. For example, it is not essential for the invention whether the pawl has a special shape or which component of the drive train locks it.
Bevorzugt kann der Aktuator ein mechanisches Getriebe zum Übersetzen des vom Elektromotor erzeugten Drehmoments aufweisen. Beispielsweise kann der Elektromotor über wenigstens eine Zahnradstufe Drehmoment abgeben. Weiterhin kann das Getriebe wenigstens zwei Zahnradstufen aufweisen. Bevorzugt ist außerdem, dass die Parksperrenanordnung eine elektromechanische Parksperrenanordnung ist. Dann ist auch nach dem mechanischen Getriebe keinerlei hydraulische Strecke vorhanden.The actuator can preferably have a mechanical transmission for translating the torque generated by the electric motor. For example, the electric motor can deliver torque via at least one gear stage. Furthermore, the transmission can have at least two gear stages. It is also preferred that the parking lock arrangement is an electromechanical parking lock arrangement. Then there is no hydraulic path after the mechanical transmission.
Bevorzugt kann die erste Stromversorgung als so genannte Batterie bzw. Autobatterie ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Aktuator an das Bordnetz angebunden sein. In der Regel handelt es sich bei der so genannten Batterie um eine Sekundärbatterie, also um einen wiederaufladbaren elektrischen Speicher, wie einen Akkumulator.The first power supply can preferably be designed as a so-called battery or car battery. In other words, the actuator can be connected to the vehicle electrical system. As a rule, the so-called battery is a secondary battery, i.e. a rechargeable electrical storage device such as an accumulator.
Vorzugsweise kann auch die zweite Stromversorgung als wiederaufladbarer elektrischer Speicher, insbesondere als Lithium-Akku oder als Supercap ausgebildet sein. Ein Supercap ist ein Kondensator, der beispielsweise zur Bestromung des Anlassers verwendet wird. Es werden also zwei unabhängige Stromversorgungen des Kraftfahrzeugs eingesetzt, die sowieso im Kraftfahrzeug vorhanden sind. Da der Aktuator sowieso immer an einer Stromversorgung angebunden sein muss, ist der Zusatzaufwand, um eine Notstromversorgung des Aktuators herzustellen, also lediglich im Vorsehen einer Anbindung an die zweite Stromversorgung, beispielsweise dem Supercap, vollzogen. Somit lässt sich eine erhöhte Ausfallsicherheit der Parksperrenanordnung durch das Verwenden einer einzigen zusätzlichen Stromleitung herstellen. Zusätzlich ist selbstverständlich die Steuerung daran anzupassen, dass sie die Beaufschlagung mit Strom regelt.The second power supply can preferably also be designed as a rechargeable electrical storage device, in particular as a lithium battery or as a supercap. A supercap is a capacitor that is used, for example, to energize the starter. So there are two independent power supplies of the motor vehicle used, which are already present in the motor vehicle. Since the actuator always has to be connected to a power supply anyway, the additional effort to produce an emergency power supply for the actuator, that is to say only in the provision of a connection to the second power supply, for example the supercap, is accomplished. Thus, the parking lock arrangement can be made more fail-safe by using a single additional power line. In addition, of course, the control must be adapted so that it regulates the application of electricity.
Bevorzugt kann zwischen der ersten Stromversorgung und/oder der zweiten Stromversorgung und dem Aktuator ein Schalter zum Zu- und Wegschalten der Stromversorgung vom Aktuator vorhanden sein. Die Beaufschlagung des Aktuators mit Strom kann dann durch das Betätigen der Schalter geregelt werden. Die Steuerungseinrichtung ist also zum Schalten der Schalter ausgebildet.A switch for connecting and disconnecting the power supply from the actuator can preferably be present between the first power supply and / or the second power supply and the actuator. The application of current to the actuator can then be regulated by operating the switch. The control device is thus designed to switch the switches.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Steuereinrichtung mehrere Steuergeräte umfassen kann, die auch miteinander kommunizieren. Die Steuereinrichtung ist damit die Gesamtheit aller Steuergeräte, die zur Steuerung der Parksperrenanordnung verwendet wird. Wie diese im Detail ausgestaltet ist ist für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend. Soll nicht nur hinsichtlich des Stroms sondern auch der Daten Redundanz geschaffen werden, muss die Steuereinrichtung wenigstens zwei Steuergeräte umfassen.At this point it should be pointed out that the control device can comprise a plurality of control devices which also communicate with one another. The control device is thus the entirety of all control devices that are used to control the parking lock arrangement. Like this one in detail is designed is not critical to the present invention. If redundancy is to be created not only in terms of power but also in terms of data, the control device must comprise at least two control devices.
Vorteilhafterweise kann in wenigstens einem Stromkreis der Parksperrenanordnung eine H-Brücke angeordnet sein. Eine H-Brücke kann auch Brückenschaltung, H-Schaltung oder Vollbrücke genannt werden. Die H-Brücke ist vorteilhafterweise im Hauptstromkreis angeordnet. Im Folgenden wird von einem oder mehreren Stromkreisen gesprochen. Dabei kann der der ersten Stromversorgung zugeordnete Kreis als Hauptstromkreis bezeichnet werden und der der zweiten Stromversorgung zugeordnete Kreis als Notstromkreis. Davon unabhängig können einzelne Leitungsabschnitte zu beiden Stromkreisen gehören. Dadurch kann die Komplexität des Aufbaus reduziert und Material eingespart werden.An H-bridge can advantageously be arranged in at least one circuit of the parking lock arrangement. An H-bridge can also be called a bridge circuit, H-circuit or full bridge. The H-bridge is advantageously arranged in the main circuit. One or more circuits are referred to below. The circuit assigned to the first power supply can be referred to as the main circuit and the circuit assigned to the second power supply as the emergency circuit. Independent of this, individual line sections can belong to both circuits. This can reduce the complexity of the structure and save material.
Vorzugsweise können die Stromversorgungen in zwei Stromkreisen angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Ausgang jeweils einen Schalter zum Zu- und Wegschalten des Ausgangs aufweist.The power supplies can preferably be arranged in two circuits. It can be provided that the output has a switch for switching the output on and off.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Parksperrenanordnung. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Parksperrenanordnung eine Sperreinrichtung und einen Aktuator mit einem Elektromotor aufweist und der Elektromotor an einer ersten Stromversorgung und einer zweiten Stromversorgung angebunden ist, wobei die Parksperrenanordnung in einem Standardmodus und in einem Notbetriebsmodus betrieben wird und der Elektromotor im Standardmodus mit der ersten Stromversorgung verbunden ist und im Notbetriebsmodus mit der zweiten Stromversorgung verbunden ist. Dementsprechend kann die erste Stromversorgung auch als Standardstromversorgung und die zweite Stromversorgung als Notstromversorgung bezeichnet werden. Zur Durchführung des Verfahrens kann jede der beschriebenen Ausgestaltungen verwendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf die beschriebene Vorrichtung verweisen.The invention also relates to a method for operating a parking lock arrangement. The method is characterized in that the parking lock arrangement has a locking device and an actuator with an electric motor and the electric motor is connected to a first power supply and a second power supply, the parking lock arrangement being operated in a standard mode and in an emergency operating mode and the electric motor in the standard mode is connected to the first power supply and is connected to the second power supply in the emergency operating mode. Accordingly, the first power supply can also be referred to as a standard power supply and the second power supply as an emergency power supply. Any of the configurations described can be used to carry out the method. To avoid repetition, reference is therefore made to the device described.
Die Steuereinrichtung, d. h. das oder eines der Steuergeräte, ist dabei dazu ausgebildet, einen Ausfall des Hauptstromkreises zu erkennen und dann von dem Standardmodus in den Notbetriebsmodus zu wechseln. Im Standardmodus erhält der Aktuator seinen Strom über die erste bzw. Standardstromversorgung und im Notbetriebsmodus über die zweite bzw. Notstromversorgung. Ob der Ausfall des Hauptstromkreises durch einen Ausfall der ersten Stromversorgung oder durch einen Leitungsschaden oder ein anderes Problem verursacht wird ist erst einmal unerheblich. Dieser Zustand gilt als eingetreten, wenn der Aktuator über den Hauptstromkreis nicht mit Strom versorgt werden kann.The control device, d. H. the or one of the control devices is designed to recognize a failure of the main circuit and then to switch from the standard mode to the emergency operating mode. In the standard mode, the actuator receives its power from the first or standard power supply and in the emergency operating mode from the second or emergency power supply. Whether the failure of the main circuit is caused by a failure of the first power supply or by line damage or some other problem is initially irrelevant. This condition is considered to have occurred when the actuator cannot be supplied with power via the main circuit.
Bevorzugt kann der Aktuator im Standardmodus mit einem ersten Ausgang und im Notfallmodus mit einem zweiten Ausgang verbunden werden. Auch hier bedeutet die Verbindung, dass ein Schalter geschlossen wird. Selbstverständlich sind die entsprechenden Leitungen bereits vorhanden und im Notbetrieb wird lediglich durch das Öffnen eines und/oder das Schließen eines anderen Schalters die entsprechende Verbindung hergestellt. Eine Anbindung wie oben bereits beschrieben liegt also die ganze Zeit vor.The actuator can preferably be connected to a first output in the standard mode and to a second output in the emergency mode. Here, too, the connection means that a switch is closed. Of course, the corresponding lines are already available and in emergency operation the corresponding connection is only established by opening one and / or closing another switch. A connection as already described above is available all the time.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug, -
2 eine Schaltungsanordnung, -
3 eine Parksperrenanordnung in einer ersten Ausgestaltung, -
4 eine Parksperrenanordnung in einer zweiten Ausgestaltung, -
5 eine Parksperrenanordnung in einer dritten Ausgestaltung. -
6 Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens
-
1 a motor vehicle, -
2 a circuit arrangement, -
3rd a parking lock arrangement in a first embodiment, -
4th a parking lock arrangement in a second embodiment, -
5 a parking lock arrangement in a third embodiment. -
6th Flow diagram of the method according to the invention
Dabei ist der Aktuator
Über den Notstromkreis
Im Hauptstromkreis
Zur Abkopplung beim Notstrombetrieb befinden sich im Hauptstromkreislauf
Diesen Strompfad im ersten Hauptstromkreis kann man auch als ersten Hauptstrompfad
Im Notstromkreis
Die Stromversorgung
In Schritt
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 22
- Getriebetransmission
- 33
- ParksperrenanordnungParking lock arrangement
- 44th
- SteuereinrichtungControl device
- 55
- AktuatorActuator
- 66th
- HauptstromkreisMain circuit
- 77th
- NotstromkreisEmergency circuit
- 88th
- Batteriebattery
- 99
- SupercapSupercap
- 1010
- H-BrückeH-bridge
- 1212th
- MasseDimensions
- 1414th
- erster Hauptstrompfadfirst main current path
- 1616
- zweiter Hauptstrompfadsecond main current path
- 1818th
- LeitungsabschnittLine section
- 2020th
- MasseDimensions
- 2222nd
- Widerstandresistance
- 2424
- Widerstandresistance
- 2626th
- Widerstandresistance
- 2828
- SteuergerätControl unit
- 3030th
- DatenleitungData line
- 3232
- DatenleitungData line
- 3434
- StromversorgungPower supply
- 3636
- SteuergerätControl unit
- 3838
- WindungTwist
- 4040
- WindungTwist
- 4242
- ElektromotorElectric motor
- H1H1
- Schaltercounter
- H2H2
- Schaltercounter
- L1L1
- Schaltercounter
- L2L2
- Schaltercounter
- S1S1
- Schaltercounter
- S2S2
- Schaltercounter
- S3S3
- Schaltercounter
- S4S4
- Schaltercounter
- S5S5
- Schaltercounter
- SC1SC1
- Schrittstep
- SC2SC2
- Schrittstep
- SC3SC3
- Schrittstep
- SC4SC4
- Schrittstep
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Legal Events
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