DE102020120619B4

DE102020120619B4 - Parksperrenbetätigungssystem

Info

Publication number: DE102020120619B4
Application number: DE102020120619.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Laszlo Man
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2040-08-06
Also published as: DE102020120619A1; CN115917188A; WO2022028647A1

Abstract

Parksperrenbetätigungssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einer Parksperre (3) koppelbaren oder gekoppelten Betätigungselement (2), das zwischen einer Sperrstellung, in der die Parksperre (3) aktiv ist, und einer Entsperrstellung, in der die Parksperre (3) inaktiv ist, verschiebbar ist, und mit einem Verriegelungselement (4), das zwischen einer Verriegelungsstellung, in der das Verriegelungselement (4) das Betätigungselement (2) in dessen Entsperrstellung formschlüssig fixiert, und einer Entriegelungsstellung, in der das Betätigungselement (2) zwischen dessen Sperrstellung und dessen Entsperrstellung beweglich ist, verschiebbar ist, wobei das Betätigungselement (2) mit einem hydraulischen Betätigungszylinder (5) und das Verriegelungselement (4) mit einem hydraulischen Verriegelungszylinder (6) wirkverbunden sind und der Betätigungszylinder (5) und der Verriegelungszylinder (6) weiterhin seitens ihres Druckraums mit einer gemeinsamen Hydraulikmittelzuführleitung (7) verbunden sind sowie derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Verriegelungselement (4) ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung (7) vorliegenden, niedrigeren Druckwert verschoben wird und das Betätigungselement (2) ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung (7) vorliegenden, höheren Druckwert, der höher als der niedrigere Druckwert ist, verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (4) zwischen einer Rastvorbereitungsposition, in der ein Lösen des Verriegelungselements (4) aus seiner Verriegelungsstellung formschlüssig gesperrt ist, und einer Losposition, in der das Verriegelungselement (4) zwischen seiner Entriegelungsstellung und seiner Verriegelungsstellung beweglich ist, verlagerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Parksperrenbetätigungssystem für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein hybridisches oder rein elektrisches Kraftfahrzeug. Das Parksperrenbetätigungssystem weist ein mit einer Parksperre koppelbares oder gekoppeltes Betätigungselement auf. Das Betätigungselement ist zwischen einer Sperrstellung, in der die Parksperre aktiv ist, d.h. ein Abtriebsbestandteil des Kraftfahrzeuges gegen eine Rotation gesperrt ist, und einer Entsperrstellung, in der die Parksperre inaktiv ist, d.h. der Abtriebsbestandteil des Kraftfahrzeuges in seiner Rotation freigegeben ist, verschiebbar. Insbesondere ist das Betätigungselement entlang seiner Längsachse verschiebbar. Insbesondere ist das Betätigungselement entgegen der Rückstellkraft eines (ersten) Federelements in seine Entsperrstellung verschiebbar. Das Parksperrenbetätigungssystem weist ein mit dem Betätigungselement koppelbares oder gekoppeltes Verriegelungselement auf. Das Verriegelungselement ist zwischen einer Verriegelungsstellung, in der das Verriegelungselement das Betätigungselement in dessen Entsperrstellung formschlüssig fixiert, d.h. die Verriegelung des Betätigungselements aktiv ist, und einer Entriegelungsstellung, in der das Betätigungselement zwischen dessen Sperrstellung und dessen Entsperrstellung beweglich ist, d.h. die Verriegelung des Betätigungselements inaktiv ist, verschiebbar. Insbesondere ist das Verriegelungselement entlang seiner Längsachse verschiebbar. Insbesondere ist das Verriegelungselement entgegen der Rückstellkraft eines (zweiten) Federelements in seine Verriegelungsstellung verschiebbar. Mit anderen Worten ist das Verriegelungselement zum formschlüssigen Fixieren / Halten des Betätigungselementes in seiner Entsperrstellung ausgebildet.
Solche Parksperrenbetätigungssysteme sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2017 102 804 A1 eine Vorrichtung zum Betätigen einer Parksperre.
Weitere Parksperrenbetätigungssysteme sind z.B. aus der DE 10 2016 101 486 A1 , DE 41 27 991 A1 und WO 2009/ 047 520 A2 bekannt.
Solche Parksperrenbetätigungssysteme haben jedoch Nachteile hinsichtlich ihrer Komplexität und ihrer Funktionalität. Insbesondere besteht eine Abhängigkeit der Parksperrenbetätigungssysteme von dem Ladezustand des Bordnetzes oder von dem Zustand des Hydrauliksystem.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Parksperrenbetätigungssystem zur Verfügung zu stellen, das mit einfachen Mitteln ein Transportieren des Kraftfahrzeuges unabhängig von dem Ladezustand eines Bordnetzes des Kraftfahrzeuges und unabhängig von einem Zustand eines Hydrauliksystems gestattet.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Betätigungselement und das Verriegelungselement sind jeweils mit einem hydraulischen Betätigungszylinder wirkverbunden. Die beiden hydraulischen Betätigungszylinder sind weiterhin seitens ihres Druckraums mit einer gemeinsamen Hydraulikmittelzuführleitung verbunden sowie derart aufeinander abgestimmt, dass das Verriegelungselement ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung vorliegenden, niedrigeren Druckwert verschoben wird und das Betätigungselement ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung vorliegenden, höheren Druckwert, der höher als der niedrigere Druckwert ist, verschoben wird. Mit anderen Worten wird das Verriegelungselement bereits ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung vorliegenden, niedrigeren Druckwert verschoben wird als das Betätigungselement. Durch eine solche Koppelung der beiden das Betätigungselement und das Verriegelungselement steuernden Betätigungszylinder wird eine möglichst einfach aufgebaute sowie direkte hydraulische Ansteuerung der Parksperre ermöglicht. Zudem ist mit einfachen Mitteln ein Transportzustand des Kraftfahrzeuges verlässlich schaltbar, sodass bei druckloser Hydraulikversorgung die Parksperre entsperrt / inaktiv gehalten ist. Dadurch sind auch alle weiteren Betriebszustände des Parksperrenbetätigungssystems einfach ansteuerbar.
Ferner ist das Verriegelungselement zwischen einer Rastposition / Rastvorbereitungsposition, in der ein Lösen des Verriegelungselements aus seiner Verriegelungsstellung formschlüssig gesperrt ist, d.h. das Verriegelungselement ist in dessen Verriegelungsstellung formschlüssig fixiert / verrastet / eingerastet, insbesondere entgegen der Ausrückkraft/Rückstellkraft eines Federelements, und einer Losposition, in der das Verriegelungselement zwischen seiner Verriegelungsstellung und seiner Entriegelungsstellung (frei) beweglich / verschiebbar ist, verdrehbar. Mit anderen Worten ist das Verriegelungselement zusätzlich durch Verdrehen des Verriegelungselements in eine Rastposition / Rastvorbereitungsposition, d.h. eine stabile Position, in der das Verriegelungselement formschlüssig fixiert oder fixierbar ist, bringbar und aus dieser lösbar. Das heißt, dass das Verriegelungselement zwischen der Rastposition aus der aus der Rastposition gelösten Position / Losposition verlagerbar ist, vorzugsweise verdrehbar ist.
Mit anderen Worten weist das Verriegelungselement einen ersten Freiheitsgrad auf, um (etwa durch Druckbeaufschlagen) zwischen seiner Verriegelungsstellung und seiner Entriegelungsstellung verlagert zu werden, wobei der erste Freiheitsgrad insbesondere durch eine axiale Verschiebbarkeit des Verriegelungselements gebildet ist. Zudem weist das Verriegelungselement einen zweiten Freiheitsgrad auf, um zwischen seiner Rastvorbereitungsposition und seiner Losposition verlagert zu werden, wobei der zweite Freiheitsgrad insbesondere durch eine Verdrehung um eine Längsachse des Verriegelungselements gebildet ist. Vorzugsweise ist der Parksperrenbetätigungsmechanismus so ausgebildet, dass das Verriegelungselement durch Druckbeaufschlagen zwischen seiner Rastvorbereitungsposition und seiner Losposition verdrehbar ist und das Verriegelungselement drucklos verrastbar, d.h. mechanisch / formschlüssig fixierbar ist, wenn es in der Rastvorbereitungsposition ist.
Somit können die Nachteile vermieden werden, dass bei bekannten Parksperrenbetätigungssystemen zwar prinzipiell ein selbsttätiges Schließen der Parksperre sichergestellt wird, ein Transportzustand des Kraftfahrzeuges, in dem ein Bordnetz abgeschaltet ist oder nicht ausreichend aufgeladen ist bzw. eine Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist, nicht möglich ist und die Parksperre geschlossen bleibt. Des Weiteren sind das beschriebene Parksperrenbetätigungssystem weniger komplex, d.h. mit einer geringen Anzahl an Einzelteilen, aufgebaut.
Demnach hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die beiden hydraulischen Betätigungszylinder derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Betätigungselement bei Überschreiten eines oberen Druckwertes in der Hydraulikmittelzuführleitung verschoben wird, bei welchem oberen Druckwert das Verriegelungselement gegen das Betätigungselement angedrückt ist. Dadurch wird die Betätigung des Verriegelungselementes verlässlich umgesetzt. Die Haltekontur kann durch die Au-ßenform des Verriegelungselementes definiert sein oder durch ein vom Verriegelungselement separates Bauteil gestellt werden.
Das Parksperrenbetätigungssystem kann einen Rastmechanismus zum formschlüssigen Halten des Verriegelungselements in seiner Verriegelungsstellung besitzen. Insbesondere ist der Rastmechanismus so ausgebildet, dass das Verriegelungselement nur verrastbar ist, wenn das Verriegelungselement in seiner Rastvorbereitungsposition ist und/oder bei Betätigung des Betätigungselementes dieses in einer geöffneten Stellung der Parksperre automatisch verriegelt. Mit anderen Worten kann der Rastmechanismus durch Verdrehen des Verriegelungselements aktiviert und deaktiviert werden. Durch den mechanischen Rastmechanismus kann das Verriegelungselement entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder in seiner Verriegelungsstellung gehalten werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Rastmechanismus eine Führungskulisse und ein relativ zu der Führungskulisse verdrehbares und axial verschiebbares Rastelement besitzen. Das Rastelement ist insbesondere fest mit dem Verriegelungselement verbunden. Die Führungskulisse kann fest mit dem Verriegelungszylinder gekoppelt sein. Dies hat den Vorteil, dass die auf das Verriegelungselement wirkende Verriegelungsfeder auch auf den Rastmechanismus wirkt.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Rastelement und die Führungskulisse korrespondierende Schrägflächen besitzen, die so miteinander zusammenwirken, dass das Rastelement bei axialer Verschiebung des Rastelements relativ zu der Führungskulisse (um seine Längsachse) verdreht wird. Mit anderen Worten wird eine axiale Verschiebung des Verriegelungselements mit der Verdrehung des Verriegelungselements gekoppelt. Dadurch kann die Verdrehung des Verriegelungselements auch über die Hydraulikmittelzuführleitung gesteuert werden. Es ist also kein separater Aktuierungsmechanismus für den zweiten Freiheitsgrad des Verriegelungselements erforderlich.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können das Rastelement und die Führungskulisse so angeordnet und auf den Betätigungszylinder und/oder den Verriegelungszylinder abgestimmt sein, dass das Rastelement verdreht wird, wenn der in der Hydraulikmittelzuführleitung vorliegende Druckwert von einem Druckwert unterhalb einer Druckschwelle auf einen Druckwert oberhalb der Druckschwelle erhöht wird. Eine Erhöhung des Druckwerts entspricht einer axialen Verschiebung des Verriegelungselements (und damit des Rastelements), so dass die Verdrehung des Verriegelungselements mit einer Verlagerung des Verriegelungselements, insbesondere in seine Entriegelungsstellung, gekoppelt ist. Mit anderen Worten wird das Rastelement/das Verriegelungselement durch Druckbeaufschlagen über einen Druckschwellwert (von seiner Rastvorbereitungsposition in seine Losposition bzw. von seiner Losposition in seine Rastvorbereitungsposition) verdreht.
Bevorzugt kann es sein, wenn die Druckschwelle einem höheren Druckwert, ab dem das Betätigungselement verschoben wird, oder einem niedrigeren Druckwert, ab dem das Verriegelungselement verschoben wird, entspricht. Das heißt also, dass das Rastelement und die Führungskulisse so angeordnet und auf den Betätigungszylinder und/oder den Verriegelungszylinder abgestimmt sind, dass das Rastelement verdreht wird, wenn der in der Hydraulikmittelzuführleitung vorliegende Druckwert von einem Druckwert unterhalb des höheren Druckwerts auf einen Druckwert oberhalb des höheren Druckwerts erhöht wird. Alternativ kann es vorteilhaft sein, dass das Rastelement und die Führungskulisse so angeordnet und auf den Betätigungszylinder und/oder den Verriegelungszylinder abgestimmt sind, dass das Rastelement verdreht wird, wenn der in der Hydraulikmittelzuführleitung vorliegende Druckwert von einem Druckwert unterhalb des niedrigeren Druckwerts auf einen Druckwert oberhalb des niedrigeren Druckwerts erhöht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Rastmechanismus nach Art eines Verstellmechanismus einer Kugelschreibermine ausgebildet sein. Ein solcher Verstellmechanismus ist beispielsweise aus der US 3,205,863 A bekannt, so dass auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Rastmechanismus hydraulisch alternierend aktivierbar sein. Mit anderen Worten wird das Verriegelungselement hydraulisch alternierend zwischen seiner Losposition und seiner Rastvorbereitungsposition verdreht. Das heißt, dass der Rastmechanismus so ausgebildet ist, dass er durch eine (erste) hydraulische Betätigung aktiviert und durch eine erneute (zweite) hydraulische Betätigung deaktiviert wird. Generell kann gesagt werden, dass der Rastmechanismus ein hydraulisch aktuierbares alternierendes Rastierungssystem ist. Der Rastmechanismus ist analog zu einer Kugelschreiberminenverstellung, das ein mechanische aktuierbares alternierendes Rastierungssystem ist, ausgebildet.
Für eine einfache Ansteuerbarkeit des Betätigungselementes ist es auch zweckmäßig, wenn ein das Betätigungselement in seiner Entsperrstellung haltender, elektrisch betätigter Haltemagnet vorhanden ist.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn der Betätigungszylinder und der Verriegelungszylinder derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei einem Reduzieren des Drucks innerhalb der Hydraulikmittelzuführleitung, ausgehend von einem Druck oberhalb des oberen Druckwertes, zuerst der hydraulische Druck innerhalb des dem Betätigungselement zugeordneten Betätigungszylinders unterhalb des oberen Druckwertes abfällt (und folglich das Betätigungselement eine Zugkraft in Richtung seiner Sperrstellung erfährt) und im Anschluss daran der hydraulische Druck innerhalb des dem Verriegelungselement zugeordneten (Verriegelungszylinder unterhalb eines, kleiner als der obere Druckwert gewählten, unteren Druckwertes abfällt (und folglich das Verriegelungselement eine Zugkraft in seine das Betätigungselement freigebende Stellung erfährt). Damit wird eine verlässliche Funktionsweise des Parksperrenbetätigungssystems gewährleistet.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein hydraulisches Parksperrenbetätigungssystem, bei dem eine Normally-P-Funktionalität erfüllt ist, d.h., dass die Parksperre automatisch bei Stromausfall aktiviert wird, bei der ein Transportmodus, in dem die Parksperre/Parksperrenmechanik unabhängig von der Stromversorgung und der Hydraulikversorgung, d.h. insbesondere auch stromlos und drucklos, deaktiviert gehalten werden kann, realisiert ist, und das über ein einfaches Ansteuerungsventil verstellt werden kann.
Zudem kann das Parksperrenbetätigungssystem so ausgebildet sein, dass das Kraftfahrzeug nicht in Bewegung versetzt werden kann, wenn das Verriegelungselement in seiner Rastvorbereitungsposition (d.h. in dem Transportmodus) ist. Dies hat den Vorteil, dass auch wenn zum Erreichen des Normally-P-Modus zunächst der Transportmodus durchfahren werden muss und während diesem Durchfahren der Strom ausfällt, ein kritischer Fahrzustand ausgeschlossen wird, da das Fahrzeug während dieses Zeitraums nicht in Bewegung versetzt werden kann und das Lösen der Parksperr ein Aktivieren der Betriebsbremse und gegebenenfalls sogar der Parkbremse erfordert.
Anders ausgedrückt betrifft die Erfindung ein Parksperrenbetätigungssystem mit einem Sperrelement / Verriegelungselement, das für eine normally-P-Funktion einen ersten Freiheitsgrad besitzt, um bei Stromausfall automatisch eine Parksperre einzulegen, und für einen Transportmodus bzw. eine limp-home-Funktion einen zweiten Freiheitsgrad besitzt, um die Parksperre stromlos und drucklos offenhalten zu können. Dabei wird das Sperrelement durch einen Kugelschreiberminenmechanismus eingerastet, so dass es gegen die Ausrückkraft eines Federelements in einer stabilen Position bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Längsschnittdarstellung eines Parksperrenbetätigungssystem, und
2 bis 9 Prinzipdarstellungen von verschiedenen Stellungen des Parksperrenbetätigungssystems.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Längsschnittdarstellung eines beschriebenes Parksperrenbetätigungssystems 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Funktionsweise des Parksperrenbetätigungssystems 1 ist anhand der schematischen Darstellungen von 2 bis 9 näher erläutert.
Das Parksperrenbetätigungssystem 1 weist ein Betätigungselement 2 auf. Das Betätigungselement 2 des Parksperrenbetätigungssystems 1 ist direkt zum (mechanischen) Verstellen einer Parksperre 3 eingesetzt. Das Betätigungselement 2 ist mit der Parksperre 3 koppelbar oder gekoppelt. Das Betätigungselement 2 ist zwischen einer Sperrstellung und einer Entsperrstellung verschiebbar. In der Sperrstellung ist die Parksperre 3 aktiv. In der Entsperrstellung ist die Parksperre 3 inaktiv.
Das Parksperrenbetätigungssystem 1 weist ein Verriegelungselement 4 auf. Das Verriegelungselement 4 ist mit dem Betätigungselement 2 koppelbar oder gekoppelt. Das Verriegelungselement 4 ist zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung verschiebbar. In der Verriegelungsstellung fixiert das Verriegelungselement 4 das Betätigungselement 2 in dessen Entsperrstellung formschlüssig. D.h. die Sperrung des Betätigungselements 2 ist aktiv, so dass das Betätigungselement 2 nicht (zurück) in seine Entsperrstellung verschoben werden kann. In der Entriegelungsstellung ist die Sperrung des Betätigungselements 2 inaktiv / nicht aktiv, so dass das Betätigungselement 2 zwischen dessen Sperrstellung und dessen Entsperrstellung beweglich ist.
Das Betätigungselement 2 ist mit einem hydraulischen Betätigungszylinder 5 wirkverbunden / gekoppelt und durch diesen verschiebbar. Das Verriegelungselement 4 ist mit einem hydraulischen Verriegelungszylinder 6 wirkverbunden / gekoppelt und durch diesen verschiebbar. Der Betätigungszylinder 5 und der Verriegelungszylinder 6 sind jeweils seitens ihres Druckraums mit einer gemeinsamen Hydraulikmittelzuführleitung 7 verbunden. Das heißt, dass der Betätigungszylinder 5 über dieselbe Hydraulikmittelzuführleitung 7 einer Hydraulikeinheit wie der Verriegelungszylinder 6 gekoppelt ist, so dass ein Druckraum des Betätigungszylinders 5 stets denselben hydraulischen Druck wie ein Druckraum des Verriegelungszylinders 6 aufweist.
Das Betätigungselement 2 kann entlang seiner Axialrichtung längsverschieblich sein. Das Betätigungselement 2 kann entgegen der Rückstellkraft / Ausrückkraft / Federkraft eines ersten Federelements / einer Betätigungsfeder 8 verschiebbar sein. Das Betätigungselement 2 kann durch die Betätigungsfeder 8 in seine Sperrstellung hin vorgespannt sein. In einem mit einem hydraulischen Druck, oberhalb eines oberen Druckwertes, beaufschlagten Zustand des Betätigungszylinders 5 wird das Betätigungselement 2 von seiner Sperrstellung entgegen der Federkraft der Betätigungsfeder 8 in seine Entsperrstellung gedrückt/verlagert. Das Verriegelungselement 4 kann (zur Verstellung zwischen seiner Entriegelungsstellung und seiner Verriegelungsstellung) entlang seiner Axialrichtung längsverschieblich sein. Das Verriegelungselement 4 kann entgegen der Rückstellkraft / Ausrückkraft / Federkraft eines zweiten Federelements / einer Verriegelungsfeder 9 verschiebbar sein. Das Verriegelungselement 4 kann durch die Verriegelungsfeder 9 in seine Entriegelungsstellung hin vorgespannt sein. In einem mit einem hydraulischen Druck, oberhalb eines unteren Druckwertes, beaufschlagten Zustand des Verriegelungszylinders 6 wird das Verriegelungselement 4 von seiner Entriegelungsstellung entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder 9 in seine Verriegelungsstellung gedrückt/verlagert. Mit anderen Worten ist das Verriegelungselement 4 zum formschlüssigen Fixieren / Halten des Betätigungselementes 2 in seiner Entsperrstellung ausgebildet, vorzugsweise zum Umsetzen eines Transportzustandes des Kraftfahrzeuges.
Der Betätigungszylinder 5 und der Verriegelungszylinder 6 sind jeweils derart (etwa durch Dimensionierung der Druckräume und/oder durch Dimensionierung der Betätigungsfeder 8 und der Verriegelungsfeder 9) aufeinander abgestimmt, dass das Verriegelungselement 4 ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung 7 vorliegenden, niedrigeren / unteren Druckwert verschoben wird und das Betätigungselement 2 ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung 7 vorliegenden, höheren / oberen Druckwert, der höher als der niedrigere Druckwert ist, verschoben wird. Somit sind der Betätigungszylinder 5 und der Verriegelungszylinder 6 derart aufeinander abgestimmt, dass das Betätigungselement 2 erst bei Überschreiten eines oberen Druckwertes in der Hydraulikmittelzuführleitung 7 verschoben wird, bei welchem oberen Druckwert das Verriegelungselement 4 vorzugsweise bereits gegen das Betätigungselement 2 angedrückt ist. Zugleich sind der Betätigungszylinder 5 und der Verriegelungszylinder 6 derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei einem Reduzieren des Drucks innerhalb der Hydraulikmittelzuführleitung 7, ausgehend von einem Druck oberhalb des oberen Druckwertes, zuerst der hydraulische Druck innerhalb des Betätigungszylinders 5 unterhalb des oberen Druckwertes abfällt und im Anschluss daran der hydraulische Druck innerhalb des Verriegelungszylinders 6 unterhalb eines, kleiner als der obere Druckwert gewählten, unteren Druckwertes abfällt.
Das Verriegelungselement 4 ist zwischen einer Rastposition / Rastvorbereitungsposition und einer Losposition verdrehbar. In der Rastposition ist ein Lösen des Verriegelungselements 4 aus seiner Verriegelungsstellung formschlüssig gesperrt, d.h. das Verriegelungselement 4 ist in dessen Verriegelungsstellung formschlüssig fixiert / verrastet / eingerastet. Das Verriegelungselement 4 verbleibt insbesondere entgegen der Ausrückkraft/Rückstellkraft des Verriegelungsfeder 9 in einer stabilen Position. In der Losposition ist das Verriegelungselement 4 zwischen seiner Verriegelungsstellung und seiner Entriegelungsstellung (frei) beweglich / verschiebbar. Das Verriegelungselement 4 kann (zur Verstellung zwischen der Rastposition und der Losposition) um seine Längsachse verdrehbar sein. Mit anderen Worten weist das Verriegelungselement einen ersten Freiheitsgrad zur Verstellung zwischen seiner Entriegelungsstellung und seiner Verriegelungsstellung sowie einen zweiten Freiheitsgrad zur Verstellung zwischen seiner Rastposition und seiner Losposition auf.
Im üblichen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges wird das Betätigungselement 2 durch einen zugleich als Anschlag dienenden Haltemagneten 10 in seiner Entsperrstellung gehalten. Wenn das Betätigungselement 2 durch den bestromten Haltemagneten 10 in der Entsperrstellung gehalten wird, kann der hydraulische Druck am Betätigungszylinder 5 unter den oberen Druckwert gesenkt werden bzw. kann der Betätigungszylinder drucklos geschaltet werden.
Das Parksperrenbetätigungssystem 1 besitzt einen Rastmechanismus zum formschlüssigen Halten des Verriegelungselements 4 in seiner Verriegelungsstellung. Der Rastmechanismus kann nach Art eines Verstellmechanismus einer Kugelschreibermine ausgebildet sein. Der Rastmechanismus weist ein Rastelement 11 und eine Führungskulisse 12 auf. Das Rastelement 11 ist fest mit dem Verriegelungselement 4 gekoppelt. Die Führungskulisse 12 ist fest mit dem Verriegelungszylinder 6 gekoppelt. Die Position des Rastelements 11 und der Führungskulisse 12 sind so aufeinander abgestimmt, dass das Rastelement 11 an der Führungskulisse 12 vorbeigeführt wird, wenn das Verriegelungselement 4 voll ausgefahren wird / seine Verriegelungsstellung erreicht / der obere Druckwert in der Hydraulikmittelzuführleitung 7 überschritten wird.
Das Rastelement 11 und die Führungskulisse 12 weisen korrespondierende Schrägflächen auf, die so ausgebildet sind, dass durch das Vorbeiführen, d.h. durch eine Kraft in Axialrichtung, eine Verdrehkraft / ein Drehmoment, d.h. eine Rotation um die Längsachse des Verriegelungselements 4, entsteht. Mit anderen Worten wird das Verriegelungselement 4 verdreht, wenn das Rastelement 11 an der Führungskulisse 12 axial vorbeigeführt wird. Das heißt auch, dass jedes Mal wenn das Rastelement 11 an der Führungskulisse 12 axial vorbeigeführt wird, das Verriegelungselement 4 von seiner Rastposition in seine Losposition oder von seiner Losposition in seine Rastposition verstellt wird.
Die Position des Rastelements 11 und der Führungskulisse 12 sind so aufeinander abgestimmt, dass, wenn das Verriegelungselement 4 in seine Rastposition gedreht ist, das Rastelement 11 nicht an der Führungskulisse 12 vorbei geführt werden kann und das Verriegelungselement 4 nicht in die Entriegelungsstellung zurückfahren kann. Das Verriegelungselement 4 verrastet in der Verriegelungsstellung. Das Verriegelungselement 4 verbleibt (auch im drucklosen Zustand) entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder 9 in einer stabilen Position. Zum Lösen des Rastmechanismus wird das Verriegelungselement 4 erneut voll ausgefahren / der obere Druckwert in der Hydraulikmittelzuführleitung 7 überschritten, wodurch das Rastelement 11 an der Führungskulisse 12 axial vorbeigeführt wird und das Verriegelungselement 4 von seiner Rastposition in seine Losposition gedreht wird.
Das Verriegelungselement 4 ist als Stift realisiert und quer zu dem Betätigungselement 2 verschiebbar. Das Verriegelungselement 4 ist an seinem dem Betätigungselement 2 zugewandten Ende 13 mit dem Betätigungselement 2, insbesondere einer als Formschlusselement 14 dienenden Aussparung, in formschlüssigen Eingriff bringbar.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Parksperrenbetätigungssystems 1 anhand verschiedener Stellungen des Parksperrenbetätigungssystems 1 erläutert.
In 2 ist eine Grundstellung des stromlosen und drucklosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt. Der hydraulische Druck ist kleiner als der obere Druckwert, so dass die Federkraft der Betätigungsfeder 8 das Betätigungselement 2 in seiner Sperrstellung hält / das Betätigungselement 2 eingefahren ist. Die Parksperre 3 ist aktiv. Der hydraulische Druck ist kleiner als der untere Druckwert, so dass die Federkraft der Verriegelungsfeder 9 das Verriegelungselement 4 in seiner Entriegelungsstellung hält / das Verriegelungselement 4 eingefahren ist. Das Verriegelungselement 4 / das Rastelement ist in seiner Losposition.
In 3 ist eine Stellung des stromlosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt, in der der hydraulische Druck über den unteren Druckwert erhöht wird. Der hydraulische Druck ist kleiner als der obere Druckwert, so dass die Federkraft der Betätigungsfeder 8 das Betätigungselement 2 weiter in seiner Sperrstellung hält. Die Parksperre 3 ist aktiv. Der hydraulische Druck ist größer als der untere Druckwert, aber kleiner als der obere Druckwert, so dass das Verriegelungselement 4 entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder 9 ausgefahren wird, bis das Ende 13 an dem Betätigungselement 2 (bzw. einer Außenkontur des Betätigungselements 2) anliegt. Das Verriegelungselement 4 ist in seiner Mittenstellung, da das Anliegen des Verriegelungselements 4 an dem Betätigungselement 2 ein Einspuren in das Formschlusselement 14 verhindert und das Verriegelungselement 4 trotz Druckbeaufschlagen nicht in seine Verriegelungsposition vollständig ausfahren kann. Das Verriegelungselement 4 / das Rastelement ist weiter in seiner Losposition, da das Rastelement 11 noch nicht an der Führungskulisse 12 vorbeigeführt wurde.
In 4 ist eine Stellung des stromlosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt, in der der hydraulische Druck über den oberen Druckwert erhöht wird. Der hydraulische Druck ist größer als der obere Druckwert, so dass das Betätigungselement 2 entgegen der Federkraft der Betätigungsfeder 8 ausgefahren und in seine Entsperrstellung gedrückt wird. Die Parksperre 3 ist inaktiv. Dadurch, dass das Betätigungselement 2 nun in seiner Entsperrstellung ist, kann das Verriegelungselement 4 entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder 9 weiter ausgefahren werden, in das Formschlusselement 14 einspuren und seine Verriegelungsstellung einnehmen. Durch das Verfahren des Verriegelungselements 4 von der Mittenstellung in die Verriegelungsstellung, d.h. durch das Vorbeiführen des Rastelements 11 an der Führungskulisse 12 (in eine vollständig ausgefahrene Position des Verriegelungselements 4), wird das Verriegelungselement 4 / das Rastelement 11 verdreht und in seine Rastposition umgeschaltet.
In 5 ist eine Stellung des stromlosen und drucklosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt, in der der hydraulische Druck unter den unteren Druckwert abgesenkt wird. Der hydraulische Druck ist zwar kleiner als der obere Druckwert und als der untere Druckwert, aber das Betätigungselement 2 wird durch das Verriegelungselement 4 in seiner Entsperrstellung gehalten, und das Verriegelungselement 4 wird durch das eingerastete (auf der Führungskulisse 12 aufliegende) Rastelement 11 in seiner Verriegelungsstellung gehalten. Das Verriegelungselement 4 kann durch den aktivierten Rastmechanismus nicht entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder 9 aus seiner Verriegelungsstellung zurückfahren. Die Parksperre 3 bleibt inaktiv.
In 6 ist eine Stellung des stromlosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt, in der der hydraulische Druck über den unteren Druckwert erhöht wird. Das Betätigungselement 2 wird weiter durch das Verriegelungselement 4 in seiner Entsperrstellung gehalten. Der hydraulische Druck ist größer als der untere Druckwert, so dass das Verriegelungselement 4 entgegen der Federkraft der Verriegelungsfeder 9 weiter ausgefahren wird, bis es an dem Betätigungselement 2 (bzw. dem Formschlusselement 14 des Betätigungselements 2) anliegt. Durch das vollständige Ausfahren des Verriegelungselements 4, d.h. durch das Vorbeiführen des Rastelements 11 an der Führungskulisse 12, wird das Verriegelungselement 4 / das Rastelement 11 verdreht und in seine Losposition umgeschaltet. In der Losposition kann das Verriegelungselement 4 bei Druckentlastung zurück in seine Entriegelungsstellung verschoben werden. Die Parksperre 3 bleibt inaktiv.
In 7 ist eine Stellung des Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt, in der der hydraulische Druck über den oberen Druckwert erhöht wird. Das Betätigungselement 2 wird entgegen der Federkraft der Betätigungsfeder 8 weiter ausgefahren und gegen den Haltemagnet 10 gedrückt wird. Der Haltemagnet 10 dient gleichzeitig als ein axialer Anschlag für das Betätigungselement 2. Die Parksperre 3 ist inaktiv. Der Haltemagnet ist (noch) stromlos geschaltet. Wird der Haltemagnet bestromt, so hält er das Betätigungselement 2 in seiner Entsperrstellung. Der hydraulische Druck ist größer als der untere Druckwert, so dass das Verriegelungselement 4 in seiner Verriegelungsposition bleibt. Das Verriegelungselement 4 / das Rastelement 11 ist weiter in seiner Losposition.
In 8 ist eine Stellung des bestromten, aber drucklosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt. Der hydraulische Druck ist zwar kleiner als der obere Druckwert, aber der Haltemagnet 10 ist bestromt, so dass das Betätigungselement 2 durch den Haltemagnet 10 in seiner Entsperrstellung gehalten wird. Die Parksperre 3 ist inaktiv. Der hydraulische Druck ist kleiner als der untere Druckwert, so dass die Federkraft der Verriegelungsfeder 9 das Verriegelungselement 4 in seine Entriegelungsstellung drückt. Das Verriegelungselement 4 / das Rastelement 11 ist weiter in seiner Losposition.
In 9 ist eine Stellung des stromlosen und drucklosen Parksperrenbetätigungssystems 1 gezeigt. Der hydraulische Druck ist kleiner als der obere Druckwert, so dass die Federkraft der Betätigungsfeder 8 das Betätigungselement 2 in seine Sperrstellung drückt. Die Parksperre 3 ist aktiv. Der hydraulische Druck ist kleiner als der untere Druckwert, so dass die Federkraft der Verriegelungsfeder 9 das Verriegelungselement 4 in seine Entriegelungsstellung drückt. Das Verriegelungselement 4 / das Rastelement 11 ist weiter in seiner Losposition. So kann die Parksperre 3 bei Stromausfall oder durch Abschalten des Haltemagnets 10 zum regulären Schließen eingelegt werden.
Bezugszeichenliste

1: Parksperrenbetätigungssystem
2: Betätigungselement
3: Parksperre
4: Verriegelungselement
5: Betätigungszylinder
6: Verriegelungszylinder
7: Hydraulikmittelzuführleitung
8: Betätigungsfeder
9: Verriegelungsfeder
10: Haltemagnet
11: Rastelement
12: Führungskulisse
13: Ende
14: Formschlusselement

Claims

Parksperrenbetätigungssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einer Parksperre (3) koppelbaren oder gekoppelten Betätigungselement (2), das zwischen einer Sperrstellung, in der die Parksperre (3) aktiv ist, und einer Entsperrstellung, in der die Parksperre (3) inaktiv ist, verschiebbar ist, und mit einem Verriegelungselement (4), das zwischen einer Verriegelungsstellung, in der das Verriegelungselement (4) das Betätigungselement (2) in dessen Entsperrstellung formschlüssig fixiert, und einer Entriegelungsstellung, in der das Betätigungselement (2) zwischen dessen Sperrstellung und dessen Entsperrstellung beweglich ist, verschiebbar ist, wobei das Betätigungselement (2) mit einem hydraulischen Betätigungszylinder (5) und das Verriegelungselement (4) mit einem hydraulischen Verriegelungszylinder (6) wirkverbunden sind und der Betätigungszylinder (5) und der Verriegelungszylinder (6) weiterhin seitens ihres Druckraums mit einer gemeinsamen Hydraulikmittelzuführleitung (7) verbunden sind sowie derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Verriegelungselement (4) ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung (7) vorliegenden, niedrigeren Druckwert verschoben wird und das Betätigungselement (2) ab einem, in der Hydraulikmittelzuführleitung (7) vorliegenden, höheren Druckwert, der höher als der niedrigere Druckwert ist, verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (4) zwischen einer Rastvorbereitungsposition, in der ein Lösen des Verriegelungselements (4) aus seiner Verriegelungsstellung formschlüssig gesperrt ist, und einer Losposition, in der das Verriegelungselement (4) zwischen seiner Entriegelungsstellung und seiner Verriegelungsstellung beweglich ist, verlagerbar ist.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenbetätigungssystem (1) einen Rastmechanismus zum formschlüssigen Halten des Verriegelungselements (4) in seiner Verriegelungsstellung besitzt.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus eine Führungskulisse (12) und ein relativ zu der Führungskulisse (12) verdrehbares und axial verschiebbares Rastelement (11) besitzt, wobei das Rastelement (11) fest mit dem Verriegelungselement (4) verbunden ist.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (11) und die Führungskulisse (12) korrespondierende Schrägflächen besitzen, die so miteinander zusammenwirken, dass das Rastelement (11) bei axialer Verschiebung des Rastelements (11) relativ zu der Führungskulisse (12) verdreht wird.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (11) und die Führungskulisse (12) so angeordnet und auf den Betätigungszylinder (5) und/oder den Verriegelungszylinder (6) abgestimmt sind, dass das Rastelement (11) verdreht wird, wenn der in der Hydraulikmittelzuführleitung (7) vorliegende Druckwert von einem Druckwert unterhalb einer Druckschwelle auf einen Druckwert oberhalb der Druckschwelle erhöht wird.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckschwelle einem höheren Druckwert, ab dem das Betätigungselement (2) verschoben wird, oder einem niedrigeren Druckwert, ab dem das Verriegelungselement (4) verschoben wird, entspricht.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus nach Art eines Verstellmechanismus einer Kugelschreibermine ausgebildet ist.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus hydraulisch alternierend aktivierbar ist.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus innerhalb des Verriegelungszylinders (6) angeordnet ist.
Parksperrenbetätigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenbetätigungssystem (1) einen das Betätigungselement (2) in seiner Entsperrstellung haltenden, elektrisch betätigten Haltemagnet (10) besitzt.