DE102020113497A1 - Sicherungsvorrichtung zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs - Google Patents

Sicherungsvorrichtung zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs Download PDF

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Abstract

Sicherungsvorrichtung (10) zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs (100), aufweisend eine Getriebesperrvorrichtung (20) und eine Differentialsperrvorrichtung (40), wobei die Getriebesperrvorrichtung (20) einen Getriebesperrantrieb (22) mit einer Getriebesperrwelle (24) aufweist für den Antrieb eines Getriebesperrmittels (26) zwischen einer Getriebesperrposition (GS) und einer Getriebefreigabeposition (GF) und die Differentialsperrvorrichtung (40) einen Differentialsperrantrieb (42) mit einer Differentialsperrwelle (44) aufweist für den Antrieb eines Differentialsperrmittels (46) zwischen einer Differentialsperrposition (DS) und einer Differentialfreigabeposition (DF), wobei weiter die Getriebesperrwelle (24) und die Differentialsperrwelle (44) miteinander antriebsübertragend verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs, ein Verfahren für die Sicherung eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs sowie ein Elektrofahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung.
  • Es ist bekannt, dass in Elektrofahrzeugen sowie auch in normal betriebenen Fahrzeugen das Fahrzeug im Stillstand gegen ein Wegrollen gesichert werden muss. Bei Fahrzeugen mit manuellen Schaltgetrieben wird dies üblicherweise durch das Einlegen des ersten Gangs zur Verfügung gestellt. Auch kann eine Parkbremse zusätzlich in Form einer Handbremse in einem solchen Fall die Stillstandssicherung gewährleisten. Bei Automatikgetrieben muss eine separate Getriebesperre eingelegt werden, welche auch als Parkstellung mit dem Zeichen „P“ im Automatikgetriebe bekannt ist. Bei Parksituationen des Fahrzeugs in geneigter Parkposition, also zum Beispiel am Hang, muss jedoch üblicherweise zusätzlich ebenfalls eine Parkbremse als reibschlüssige Bremse zusätzlich eingesetzt werden.
  • Daneben ist es aus der DE 197 10 975 A1 bekannt, eine Parksperre als Sperrklinke und Klinkenrad am Differentialkorb vorzusehen.
  • Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist der hohe konstruktive Aufwand, welcher durch die Kombination von zwei komplett voneinander separaten Bremsvorrichtungen bzw. Sicherungsvorrichtungen entsteht. Zusätzlich zu einer Sperrvorrichtung bei einem Automatikgetriebe muss also eine separate reibschlüssige Bremsvorrichtung vorgesehen werden, welche ausschließlich in wenigen Einsatzsituationen, nämlich zum Beispiel dem Hangparken, notwendig ist. Dies führt zu einem erhöhten Platzbedarf, erhöhtem Gewicht und erhöhtem Kostenbedarf bei der Herstellung eines solchen Fahrzeugs.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine Stillstandssicherung für ein Elektrofahrzeug zur Verfügung zu stellen.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie dem erfindungsgemäßen Elektrofahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird eine Sicherungsvorrichtung zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs vorgeschlagen. Diese Sicherungsvorrichtung weist eine Getriebesperrvorrichtung und eine Differentialsperrvorrichtung auf. Die Getriebesperrvorrichtung ist mit einem Getriebesperrantrieb mit einer Getriebesperrwelle ausgestattet für den Antrieb eines Getriebesperrmittels zwischen einer Getriebesperrposition und einer Getriebefreigabeposition. Weiter ist die Differentialsperrvorrichtung mit einem Differentialsperrantrieb mit einer Differentialsperrwelle ausgestattet für den Antrieb eines Differentialsperrmittels zwischen einer Differentialsperrposition und einer Differentialfreigabeposition, in der ein Differentialkorb blockiert ist. Dabei sind weiter die Getriebesperrwelle und die Differentialsperrwelle miteinander antriebsübertragend verbunden.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung ist diese insbesondere bei einem reinen Elektrofahrzeug einsetzbar. Jedoch sind grundsätzlich auch Einsatzmöglichkeiten bei Elektrofahrzeugen mit kombinierten Antrieben, also sogenannten Hybridfahrzeugen denkbar. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere die Sicherungsvorrichtung reibungsfrei, also frei von einer reibschlüssigen Feststellbremse, auszubilden. Hierfür wird erfindungsgemäß eine Kombination von zwei Sperrvorrichtungen eingesetzt, welche beide auf den Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs wirken.
  • Bei der ersten der beiden Sperrvorrichtungen handelt es sich um die Getriebesperrvorrichtung. Eine solche Getriebesperrvorrichtung kann auf bekannten Lösungen, insbesondere bei der Verwendung eines Automatikgetriebes, der sogenannten Parkstellung, als Getriebesperrvorrichtung aufbauen. Um eine Bewegung der Getriebesperrvorrichtung zwischen einer Getriebefreigabeposition und einer Getriebesperrposition durchführen zu können, ist erfindungsgemäß ein Getriebesperrantrieb vorgesehen. Dieser kann zum Beispiel elektromotorisch ausgebildet sein. Jedoch ist grundsätzlich auch ein manueller oder teilmanueller Getriebesperrantrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Die Antriebsbewegung wird vom Getriebesperrantrieb über die Getriebesperrwelle weitergegeben. Bei dieser Antriebsbewegung handelt es sich insbesondere um eine rotatorische Antriebsbewegung, welche zu einer Antriebsrotation der Getriebesperrwelle führt. Bei der Rotation der Getriebesperrwelle kann das Getriebesperrmittel, insbesondere nun in translatorischer Weise, zwischen der Getriebesperrposition und der Getriebefreigabeposition bewegbar sein. Selbstverständlich ist auch das Vorsehen zusätzlicher Rückstellmittel, zum Beispiel federelastischer Rückstellmittel, denkbar.
  • Neben der Getriebesperrvorrichtung ist nun zusätzlich eine Differentialsperrvorrichtung vorgesehen. Wie der Name dieser Differentialsperrvorrichtung bereits beinhaltet, wirkt diese Differentialsperrvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung auf den Differentialkorb des Elektrofahrzeugs, also ebenfalls auf einen Teil der Getriebevorrichtung des Elektrofahrzeugs. Das an sich bekannte Differential des Fahrzeugs, das einem Ausgleich der Drehzahlunterschiede zwischen dem linken und rechten Rad vornimmt, wird also von außen am Differentialkorb gesperrt. Auf diese Weise wird der sonst übliche Ausgleich der Drehzahlunterschiede zwischen linken und rechtem Rad verhindert, wenn eines der beiden Räder „festgehalten“, sprich gesperrt wird. Auch die Differentialsperrvorrichtung ist mit einem Differentialsperrantrieb ausgestattet, welcher eine elektromotorische Ausgestaltung aufweisen kann. Auch hier ist jedoch grundsätzlich eine manuelle oder teilmanuelle Antriebsausgestaltung des Differentialsperrantriebs denkbar. Auch bei dieser Ausgestaltung ist die Differentialsperrwelle ausgebildet, die Differentialsperrbewegung, insbesondere in Form einer rotatorischen Bewegung, aufzunehmen und weiterzugeben. Die Bewegung des Differentialsperrmittels ist ebenfalls bevorzugt translatorisch nun durch diese Differentialantriebsbewegung zwischen der Differentialfreigabeposition und der Differentialsperrposition durchführbar.
  • Ein erfindungsgemäßer Kerngedanke wird nun dadurch erzielt, dass die Getriebesperrwelle und die Differentialsperrwelle miteinander antriebsübertragend verbunden sind. Diese antriebsübertragende Verbindung bezieht sich insbesondere auf eine Antriebsbewegung von der jeweiligen Freigabeposition in die jeweilige Sperrposition der Getriebesperrvorrichtung und der Differentialsperrvorrichtung. Dies führt zu einer sehr kostengünstigen Redundanz in der Auslegung des Gesamtsystems der Sicherungsvorrichtung, wie dies nachfolgend kurz hinsichtlich der Funktionalität erläutert wird.
  • Wird ein Fahrzeug abgestellt, so muss der Stillstand des Elektrofahrzeugs gesichert werden. Hierfür legt der Fahrer zum Beispiel die Parkposition im Getriebewählhebel des Elektrofahrzeugs ein. Über den Getriebesperrantrieb wird damit die Getriebesperrbewegung ausgelöst, um über die Getriebesperrwelle das Getriebesperrmittel von der Getriebefreigabeposition aus dem Fahrbetrieb in die Getriebesperrposition, also den Sicherungsbetrieb, zu überführen. Dadurch, dass nun die Getriebesperrwelle bei der Übertragung der Antriebsbewegung auf das Getriebesperrmittel zusätzlich antriebsübertragend mit der Differentialsperrwelle verbunden ist, kann diese Antriebsbewegung zumindest teilweise auch in die Differentialsperrwelle übertragen werden. Mit anderen Worten wird die Getriebeantriebsbewegung nun aufgeteilt und beiden Sperrmitteln, also dem Getriebesperrmittel und dem Differentialsperrmittel zur Verfügung gestellt, um auch das Differentialsperrmittel aus der Differentialfreigabeposition in die Differentialsperrposition zu bewegen. Selbst für den Ausfall des Differentialsperrantriebs ist also sichergestellt, dass bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung, ausgehend von dem Getriebesperrantrieb alleine, beide Sperrmittel, also das Getriebesperrmittel als auch das Differentialsperrmittel, in die jeweilige Sperrposition bewegbar sind.
  • Die voranstehende Erläuterung funktioniert auch in umgekehrter Situation, also bei einem Ausfall oder Teilausfall des Getriebesperrantriebs. Durch die antriebsübertragende Verbindung kann auch eine Antriebsbewegung des Differentialsperrantriebs von der Differentialsperrwelle auf die Getriebesperrwelle übertragen werden, sodass ausgehend vom Differentialsperrantrieb die Differentialsperrbewegung nicht nur das Differentialsperrmittel aus der Differentialfreigabeposition in die Differentialsperrposition bewegt, sondern zusätzlich auch das Getriebesperrmittel aus der Getriebefreigabeposition in die Getriebesperrposition.
  • Die beiden voranstehenden Ausfallsituationen mit der entsprechenden Redundanzsicherung sind selbstverständlich auch in umgekehrter Richtung, also aus der Sperrposition in die jeweilige Freigabeposition wirksam.
  • Durch die Kopplung des Getriebesperrantriebs mit dem Differentialsperrantrieb wird ein redundanter Betrieb erzielt. Durch die beschriebene Kopplung kann die Auslegung der einzelnen Antriebe, also des Getriebesperrantriebs einerseits und des Differentialsperrantriebs andererseits, kleiner, kompakter und kostengünstiger ausgestaltet werden. Die tatsächlich vorhandenen Bremsen des Fahrzeugs können entsprechend kleiner ausgestaltet werden, da sie ausschließlich auf eine Fahrbremssituation, und damit unter Berücksichtigung eines regenerativen Bremsvorteils ausgelegt werden können. Die Stillstandssicherung wird auf diese Weise vollkommen unabhängig von der Fahrbremsfunktionalität des Elektrofahrzeugs ausgebildet. Eine solche Sicherungsvorrichtung ist also besonders autark und einheitlich ausgestaltet und kann mit besonders geringem Aufwand sogar in das Getriebegehäuse integriert werden.
  • Die voranstehende Sicherungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter vorteilhaft ausgebildet werden, wenn das Differentialsperrmittel einen Differentialsperrabschnitt aufweist, welcher in der Differentialsperrposition formschlüssig in einen Gegen-Differentialsperrabschnitt eingreift und den Differentialkorb damit blockiert. Neben grundsätzlich möglichen reibschlüssigen Sperrfunktionalitäten führt ein formschlüssiges Sperren zu einer erhöhten Sicherheit. Dadurch, dass die Sicherungsvorrichtung ausschließlich eine Sicherung in einem Stillstand des Elektrofahrzeugs gewährleisten muss, ist also auch kein Reibschluss zum Abbau von Bewegungsenergie hier notwendig. Die harte Sicherung ist hier mit erhöhten Vorteilen versehen, da sie zum einen im Wesentlichen verschleißfrei und zum anderen besonders kompakt die erfindungsgemäßen Vorteile mit sich bringt.
  • Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung das Weg-Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebesperrposition und der Getriebefreigabeposition dem Weg-Übersetzungsverhältnis zwischen der Differentialsperrposition und der Differentialfreigabeposition entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Ein Weg-Übersetzungsverhältnis entspricht im Sinne der vorliegenden Erfindung dem Gesamtweg zwischen der Sperrposition und der zugehörigen Freigabeposition und der entsprechenden Übersetzung der Antriebsbewegung. Die Kombination im Weg-Übersetzungsverhältnis gibt also sozusagen die Dauer der Bewegung zwischen Sperrposition und Freigabeposition an. Durch die Kopplung von Getriebesperrantrieb und Differentialsperrantrieb und die entsprechende Übereinstimmung zwischen den beiden Weg-Übersetzungsverhältnissen kann erzielt werden, dass die Bewegungen zumindest teilweise synchron oder sogar zeitgleich oder im Wesentlichen zeitglich durchführbar sind. Unabhängig davon, ob beide Sperrantriebe in vollständiger Funktionalität zur Verfügung stehen, wird durch die Korrelation der Weg-Übersetzungsverhältnisse die jeweilige Sperrposition und/oder die jeweilige Freigabeposition zeitlich oder im Wesentlichen zeitgleich erreicht.
  • Es kann weiter von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung, das Getriebesperrmittel und/oder das Differentialsperrmittel einen Federausgleich aufweist für ein Aufheben einer Blockadeposition bei einer jeweiligen Antriebsbewegung. Ein solcher Federausgleich bildet bei einer Blockadeposition, also zum Beispiel einer Blockade bei Zahn auf Zahn bei einer Klauenkupplung oder einer Sperrklinken-Sperrrad-Kombination, eine Ausgleichsmöglichkeit. Somit ist ein Verschieben des jeweiligen Sperrmittels in die Sperrposition möglich, um auch bei einer Blockadesituation ein sicheres Einrasten in der jeweiligen Sperrposition zu gewährleisten. Die Sicherungsfunktionalität wird damit deutlich verbessert.
  • Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung die Getriebesperrvorrichtung auf ein Mehrganggetriebe wirkt. So kann bei Elektromotoren auch ein Einganggetriebe eingesetzt werden, um die gewünschte Antriebsfunktionalität zu gewährleisten. Insbesondere sind jedoch Mehrganggetriebe, bevorzugt mit zwei oder mehr Vorwärtsgängen, vorgesehen, um auch bei leistungsärmeren Elektromotoren hohe Geschwindigkeitsunterschiede am Elektrofahrzeug zur Verfügung stellen zu können. In einem solchen Mehrganggetriebe ist die Getriebesperrvorrichtung eingebaut und kann zusätzlich als die bekannte Parkposition ausgebildet sein.
  • Darüber hinaus bringt es Vorteile mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung die Getriebesperrwelle und/oder die Differentialsperrwelle einen Kopplungsabschnitt aufweist für eine gekoppelte Übertragung von dem Getriebesperrantrieb unter dem Differentialsperrantrieb über die Getriebesperrwelle und/oder die Differentialsperrwelle. Eine solche gekoppelte Übertragung ist also ein gemeinsamer Abschnitt für beide Bewegungen. Mit anderen Worten kann im Kopplungsabschnitt die Getriebesperrwelle sowohl die Getriebesperrbewegung als auch die Differentialsperrbewegung und/oder umgekehrt die Differentialsperrwelle in ihrem Kopplungsabschnitt die Getriebesperrbewegung und die Differentialsperrbewegung übertragen. Durch die gemeinsame Übertragungsmöglichkeit in dem jeweiligen Kopplungsabschnitt kann die Kompaktheit des Gesamtsystems erhöht, und damit der benötigte Bauraum reduziert werden.
  • Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung die Getriebesperrvorrichtung und/oder die Differentialsperrvorrichtung einen Freilaufabschnitt aufweisen für einen Freilauf der Getriebesperrwelle und/oder der Differentialsperrwelle entgegen der Antriebsrichtung. Darunter ist zu verstehen, dass für die Bewegung von der jeweiligen Sperrposition in die jeweilige Freigabeposition ein Freilauf vorgesehen ist, insbesondere wenn ein Defekt des jeweiligen Antriebs vorliegt. Dies führt dazu, dass der intakte Antrieb, den jeweils defekten Antrieb nicht mitziehen muss und damit kein unnötig großer Widerstand entsteht, wenn in einer solchen Redundanzeinsatzsituation ein einziger funktionierender Antrieb die Getriebesperrvorrichtung und die Differentialsperrvorrichtung gemeinsam kombiniert bedienen muss.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Sicherung eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung, aufweisend die folgenden Schritte:
    • - Durchführen einer Getriebesperrbewegung zur Bewegung eines Getriebesperrmittels aus einer Getriebefreigabeposition in eine Getriebesperrposition,
    • - Durchführen einer Differentialsperrbewegung zur Bewegung eines Differentialsperrmittels aus einer Differentialfreigabeposition in eine Differentialsperrposition zum Blockieren eines Differentialkorbs.
  • Durch den Bezug auf eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung erläutert worden sind.
  • Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Getriebesperrbewegung und die Differentialsperrbewegung zumindest abschnittsweise zeitgleich durchgeführt werden, insbesondere mit gleichem Startzeitpunkt und/oder gleichem Endzeitpunkt. Dies führt zu einer synchronen oder zumindest teilsynchronen Durchführung dieser beiden Sperrbewegungen. Die Kopplung kann zum Beispiel in geometrischer konstruktiver Weise zur Verfügung gestellt werden, wie dies mit Bezug auf die Weg-Übersetzungsverhältnisse erläutert worden ist. Jedoch ist im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auch eine Kopplung mittels Steuerung und/oder Regelung, also eine softwaretechnische Lösung dieser Kopplung denkbar.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Elektrofahrzeug, aufweisend eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung erläutert worden sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
    • 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung,
    • 2 die Ausführungsform der 1 in seitlicher Darstellung,
    • 3 die Ausführungsform der 1 und 2 an einem Elektrofahrzeug,
    • 4 die Ausführungsform der 3 in seitlicher Darstellung,
    • 5 ein Teilausschnitt der Ausführungsform der 3 und 4,
    • 6 die Ausführungsform der 5 in der Differentialsperrposition,
    • 7 die Ausführungsform der 3 bis 6 in einer isometrischen Detaildarstellung,
    • 8 die Ausführungsform der 7 in seitlicher Darstellung und
    • 9 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung.
  • Die 1 und 2 zeigen schematisch eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung 10. Diese ist mit zwei separaten Antrieben, nämlich dem Getriebesperrantrieb 22 und dem Differentialsperrantrieb 42 vorgesehen. Getriebesperrantrieb 22 und der Differentialsperrantrieb 42sind jeweils entweder als elektromechanischer Aktuator oder hydraulischer Aktuator ausgeführt. Somit sind eine Getriebesperrvorrichtung 20 und eine Differentialsperrvorrichtung 40 ausgebildet. Für die Funktionsweise sind nun die beiden Wellen, nämlich die Getriebesperrwelle 24 und die Differentialsperrwelle 44 über einen jeweiligen Kopplungsabschnitt 25 und 45 miteinander antriebsverbunden. Durch die Kopplung des Getriebesperrantrieb 22 mit dem Differentialsperrantrieb 42 wird ein redundanter Betrieb erzielt.
  • Für das Einlegen einer Sicherungssituation, also das Sperren der Antriebsräder, wird nun zumindest einer der beiden Antriebe 22 und 42 eingeschaltet. Im Normalbetrieb werden sowohl Getriebesperrantrieb 22 als auch Differentialsperrantrieb 42 zur Erzeugung der jeweiligen Sperrbewegung eingeschaltet. Diese ist hier in beiden Fällen eine Rotationsbewegung, welche über die Getriebesperrwelle 24 und die Differentialsperrwelle 44 und zum Blockieren eines Differentialkorbs 52 abgetrieben wird. Die entsprechende Sperrbewegung wirkt jeweils, hier über die beiden Kopplungsabschnitte 25 und 45 in redundanter Weise, einerseits auf das Getriebesperrmittel 26 und andererseits auf das Differentialsperrmittel 46 und den Differentialkorb 52. Sowohl das Getriebesperrmittel 26 als auch das Differentialsperrmittel 46 sind hier für ein formschlüssiges Eingreifen ausgebildet, um die entsprechende Sperrfunktion zur Verfügung zu stellen. In der 2 sind bereits die Rastfortsätze bzw. Nasenvorsprünge des Differentialsperrabschnitts 48 des Differentialsperrmittels 46 zu erkennen. Ist ein Ausfall einer der beiden Antriebe 22 und 42 vorhanden, so kann durch die Kopplung über den Kopplungsabschnitt 25 und 45 der jeweils noch intakte Antrieb 22 oder 42 beide Sperrmittel, also das Getriebesperrmittel 26 und das Differentialsperrmittel 26 alleine in die jeweilige Sperrposition bewegen.
  • In der 1 ist über die Pfeilbewegung noch die jeweilige Bewegungsrichtung aus der Differentialfreigabeposition DF in die Differentialsperrposition DS zum Blockieren des Differentialkorbs 52 bzw. aus der Getriebefreigabeposition GF in die Getriebesperrposition GS dargestellt.
  • Die 3 und 4 zeigen schematisch die Anbringung an einem Elektrofahrzeug 100, hier mit einem Mehrganggetriebe 110. Die Funktionsweise entspricht der zu den 1 und 2 geschilderten. In der 4 ist entsprechend ein Kraftpfad KP ausgehend von den Antriebsrädern dargestellt. Dieser Kraftpfad KP leitet die Kraft, welche zum Beispiel durch die Hangabtriebskraft beim Parken am Hang von den Antriebsrädern in das Mehrganggetriebe 110 eingebracht wird. Diese Kraft entlang des Kraftpfades KP wird nun doppelt abgestützt, nämlich zum einen innerhalb des Mehrganggetriebes 110 an dem Getriebesperrmittel 26 der Getriebesperrvorrichtung 20 und andererseits an dem Differentialsperrmittel 46 der Differentialsperrvorrichtung 40.
  • In den 5 und 6 ist nochmals gut die Sperrwirkung des Differentialsperrmittels 46 dargestellt. Während die 5 die Differentialfreigabeposition zeigt, ist der jeweilige Differentialsperrabschnitt 48 des Differentialsperrmittels 46, hier als Keilwellenausbildung, in den zugehörigen Gegen-Differentialsperrabschnitt 50 in der 6 in der Differentialsperrposition DS zum Blockieren eines Differentialkorbs 52 eingerastet.
  • Die 7 und 8 zeigen die Einbindung in das Elektrofahrzeug 100, welche die kompakte Bauweise nochmals darstellen. Insbesondere ist der bestehende Getriebesperrantrieb 22 auch für eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung 10 eingesetzt, sodass ausschließlich die Differentialsperrvorrichtung 46 und dort hauptsächlich der Differentialsperrantrieb 42 als Zusatzbauteile in das Elektrofahrzeug 100 integriert werden müssen.
  • Abschließend zeigt 9 die Sicherungsvorrichtung 10 zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs 100 in einem schematischen Aufbau. Die Sicherungsvorrichtung 10 besteht einerseits aus einer Getriebesperrvorrichtung 20 und eine Differentialsperrvorrichtung 40, wobei die Getriebesperrvorrichtung 20 einen elektromechanischen oder hydraulischen Getriebesperrantrieb 22 mit einer Getriebesperrwelle 24 aufweist, die für den Antrieb eines Getriebesperrmittels 26 zwischen einer Getriebesperrposition GS und einer Getriebefreigabeposition GF verantwortlich ist. Die Differentialsperrvorrichtung 40 weist einen ebenfalls elektromechanischen oder hydraulischen Differentialsperrantrieb 42 mit einer Differentialsperrwelle 44 auf, die für den Antrieb eines Differentialsperrmittels 46 zwischen einer Differentialsperrposition DS und einer Differentialfreigabeposition DF zum Blockieren eines Differentialkorbs 52 sorgt. Zur Erzeugung einer redundanten Anordnung sind die Getriebesperrwelle 24 und die Differentialsperrwelle 44 miteinander antriebsübertragend verbunden, was in 9 mit dem Bezugszeichen 60 schematisch dargestellt ist.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19710975 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Sicherungsvorrichtung (10) zum Sichern eines Stillstands eines Elektrofahrzeugs (100), aufweisend eine Getriebesperrvorrichtung (20) und eine Differentialsperrvorrichtung (40), wobei die Getriebesperrvorrichtung (20) einen Getriebesperrantrieb (22) mit einer Getriebesperrwelle (24) aufweist für den Antrieb eines Getriebesperrmittels (26) zwischen einer Getriebesperrposition (GS) und einer Getriebefreigabeposition (GF) und die Differentialsperrvorrichtung (40) einen Differentialsperrantrieb (42) mit einer Differentialsperrwelle (44) aufweist für den Antrieb eines Differentialsperrmittels (46) zwischen einer Differentialsperrposition (DS), in der ein Differentialkorb (52) blockiert ist, und einer Differentialfreigabeposition (DF), wobei weiter die Getriebesperrwelle (24) und die Differentialsperrwelle (44) miteinander antriebsübertragend verbunden sind.
  2. Sicherungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialsperrmittel (46) einen Differentialsperrabschnitt (48) aufweist, welcher in der Differentialsperrposition (DS) formschlüssig in einen Gegen-Differentialsperrabschnitt (50) am Differentialkorb (52) eingreift.
  3. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Weg-Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebesperrposition (GS) und der Getriebefreigabeposition (GF) dem Weg-Übersetzungsverhältnis zwischen der Differentialsperrposition (DS) und der Differentialfreigabeposition (DF) entspricht oder im Wesentlichen entspricht.
  4. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebesperrmittel (26) und/oder das Differentialsperrmittel (46) einen Federausgleich aufweist für ein Aufheben einer Blockadeposition bei der jeweiligen Antriebsbewegung.
  5. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesperrvorrichtung (20) auf ein Ein- oder Mehrganggetriebe (110) wirkt.
  6. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesperrwelle (24) und/oder die Differentialsperrwelle (44) einen Kopplungsabschnitt (25, 45) aufweist für eine gekoppelte Übertragung von dem Getriebesperrantrieb (22) und dem Differentialsperrantrieb (42) über die Getriebesperrwelle (24) und/oder die Differentialsperrwelle (44).
  7. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesperrvorrichtung (20) und/oder die Differentialsperrvorrichtung (40) einen Freilaufabschnitt aufweisen für einen Freilauf der Getriebesperrwelle (24) und/oder der Differentialsperrwelle (44) entgegen der Antriebsrichtung.
  8. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Getriebesperrmittels (26) als elektromechanischer oder hydraulischer Antrieb ausgeführt ist.
  9. Sicherungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb des Differentialsperrmittels (46) als elektromechanischer oder hydraulischer Antrieb ausgeführt ist.
  10. Verfahren für die Sicherung eines Stillstandes eines Elektrofahrzeugs (100), insbesondere mittels einer Sicherungsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend: - Durchführen einer Getriebesperrbewegung zur Bewegung eines Getriebesperrmittels (26) aus einer Getriebefreigabeposition (GF) in eine Getriebesperrposition (GS), - Durchführen einer Differentialsperrbewegung zu Bewegung eines Differentialsperrmittels (46) aus einer Differentialfreigabeposition (DF) in eine Differentialsperrposition (DS) zum Blockieren eines Differentialkorbs (52).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesperrbewegung und die Differentialsperrbewegung zumindest abschnittsweise zeitgleich durchgeführt werden, insbesondere mit gleichem Startzeitpunkt und/oder gleichem Endzeitpunkt.
  12. Elektrofahrzeug (100) aufweisend eine Sicherungsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7.
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DE19710975A1 (de) 1997-03-17 1998-09-24 Bayerische Motoren Werke Ag Parksperre für Kraftfahrzeuge mit Schaltgetriebe
GB2531337A (en) 2014-10-17 2016-04-20 Jaguar Land Rover Ltd Park lock apparatus
DE102016217122A1 (de) 2016-09-08 2018-03-08 Continental Teves Ag & Co. Ohg Eine Antriebswelle und zwei Abtriebswellen aufweisendes Differentialgetriebe mit einer Differentialsperre

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