DE102020214577A1

DE102020214577A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Parksperre eines Kraftfahrzeug- Getriebes

Info

Publication number: DE102020214577A1
Application number: DE102020214577.6A
Authority: DE
Inventors: Armin Gierling
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Parksperre (34) eines Getriebes (3) in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Einlegefeder (345) zum Einlegen und einen hydraulischen Aktuator (340) zum Auslegen der Parksperre (34), ein elektrohydraulisches Steuergerät (35) zum hydraulischen Ansteuern von Aktuator (340) und gangbildender Schaltelemente (33) des Getriebes (3), sowie ein elektronisches Steuergerät (36) zum elektrischen Ansteuern von Aktuator (340) und elektrohydraulischem Steuergerät (35). Der Aktuator (340) weist einen Hydraulikkolben (341) auf, der beim Auslegen der Parksperre (34) über eine Hydraulikleitung (346) mit Kupplungsdruck eines zur Bildung eines Anfahrgangs angesteuerten Schaltelementes (33) beaufschlagt wird und mittels einer Arretiervorrichtung (342) in einer dem eingelegten und einer dem ausgelegten Zustand der Parksperre (34) zugeordneten Kolbenstellung (E, A) mechanisch arretierbar ist. Vorgeschlagen wird, dass die Druckleitung (346) mittels eines Magnetventils (347) bis auf ein vordefiniertes Maß oder vollständig schließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Parksperre eines Getriebes in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Sodann betrifft die Erfindung zwei Verfahren zum Betreiben dieser Vorrichtung.
Üblicherweise weisen Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge eine Parksperre auf, in deren Sperrstellung eine Sperrklinke in eine Verzahnung eines mit dem Abtrieb des Automatgetriebes verbundenes und somit auf einer Achse des Kraftfahrzeugs wirkendes Parksperrenrades eingreift. Als Wirkverbindung zwischen Parksperre und deren Bedieneinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs haben sich bei modernen Automatgetrieben elektro-hydraulische Systeme durchgesetzt, die auch als „E-Schaltung“ oder „shift-by-wire-System“ bezeichnet werden. Eine elektrische Wirkverbindung zwischen der Bedieneinrichtung des Automatgetriebes im FahrzeugInnenraum und der elektro-hydraulischen Getriebesteuerung bedingt eine Umsetzung des elektrischen Signals zur Parksperrenbetätigung in eine mechanische Bewegung der Sperrklinke. Hierzu ist üblicherweise ein hydraulisch ansteuerbarer Aktuator vorgesehen, dessen hydraulische Versorgung Bestandteil einer Getriebehydraulik ist. Hierbei wird üblicherweise ein in einem Zylinderhohlraum axial verschiebbar angeordneter, mit der Sperrklinke wirkverbundener Kolben des Aktuators mit Druck beaufschlagt, um die Parksperre aus ihrer Sperrstellung zu bringen, gegen die Federkraft einer zum Einlegen der Parksperre vorgesehenen Einlegefeder.
Aus der DE 10 2017 211 025 A1 ist ein hydraulisch ansteuerbarer Aktuator zum Betätigen einer Getriebe-Parksperre bekannt, dessen Aktuatorkolben in Auslegerichtung der Parksperre mit Kupplungsdruck einer im Getriebe geschlossenen Kupplung beaufschlagbar ist. In Einlegerichtung der Parksperre wirkt auf den Aktuatorkolben die Federkraft einer Einlegefeder der Parksperre. Da diese Kupplung nicht in allen Gängen des Getriebes mit Kupplungsdruck beaufschlagt und geschlossen ist, weist der Aktuator zusätzlich eine elektromagnetisch betätigbare Verriegelungsvorrichtung auf, mittels der der Aktuatorkolben mechanisch fixiert werden kann, insbesondere in denjenigen Gängen, in denen der auf den Aktuatorkolben in Auslegerichtung der Parksperre wirkende Kupplungsdruck nicht verfügbar ist. Vorliegend kann die Verriegelungsvorrichtung den Aktuatorkolben sowohl in einer dem eingelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung als auch in einer dem ausgelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung mechanisch arretieren und wird daher auch als „bi-stabile Kolbenverrastung“ bezeichnet. Zum und beim Auslegen der Parksperre muss die mechanische Kolbenverrastung deaktiviert - also gelöst - und der Aktuatorkolben mit Kupplungsdruck beaufschlagt werden, sodass der Kupplungsdruck die Parksperre gegen die Federkraft der Einlegefeder in den ausgelegten Zustand bringt. Im ausgelegten Zustand der Parksperre ist die mechanische Kolbenverrastung wieder aktiviert und verhindert so ein ungewolltes Bewegen des Aktuatorkolbens.
Alternativ zu der in der DE 10 2017 211 025 A1 gezeigten Verrastung des Aktuatorkolbens mittels eines seitlich der Kolbenstange dieses Kolbens angeordneten Stift, welcher je nach Schaltposition des Kolbens in eine von zwei Umfangsnuten dieser Kolbenstange zum mechanischen Fixieren des Kolbens eingreift, sind auch Systeme mit Kugeln als Rastierelemente bekannt, die in einem feststehenden Kugelkäfig radial verschiebbar gelagert sind und mittels eines Konus, welcher mit der Ankerstange des Elektromagneten der Verriegelungsvorrichtung fest verbunden ist, je nach Schaltzustand des Elektromagneten in Entsperr- oder Sperrstellung bringbar sind. In Sperrstellung blockieren die dann radial nach außen in eine korrespondierende Innenkontur des Aktuatorkolbens verschobenen Kugeln den Aktuatorkolben gegen eine axiale Bewegung.
Ist der Aktuatorkolben mittels der Verriegelungsvorrichtung in der dem ausgelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung mechanisch fixiert und gleichzeitig mit dem gegen die Federkraft der Einlegefeder wirkenden Kupplungsdruck beaufschlagt, können Druckschwankungen - insbesondere kurzfristige Druckeinbrüche und kurzfristige Druckspitzen - im Kupplungsdruck zum Verscheiß an der mechanischen Kolbenverrastung führen. Ist der Aktuatorkolben mittels der Verriegelungsvorrichtung in der dem ausgelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung mechanisch fixiert und gleichzeitig der zuvor auf den Aktuatorkolben wirkende Kupplungsdruck gangbedingt abschaltet, sodass jetzt nur noch die Federkraft der Einlegefeder auf den Aktuatorkolben wirkt, können beim gangbedingten Wiederzuschalten des Kupplungsdrucks auftretende kurzfristige Druckspitzen im Kupplungsdruck ebenfalls zum Verscheiß an der mechanischen Kolbenverrastung führen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer gattungsgemäßen Getriebe-Parksperre bereitzustellen, deren Parksperrenaktuator einen Aktuatorkolben aufweist, welcher zum Auslegen der Parksperre gegen die Federkraft einer Einlegefeder der Parksperre mit einem Kupplungsdruck des Getriebes beaufschlagt wird und sowohl in einer dem eingelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung als auch in einer dem ausgelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung mechanisch arretiert werden kann, wobei diese mechanische Kolbenarretierung hinsichtlich Verschleiß verbessert sein soll.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Parksperre eines Kraftfahrzeuggetriebes umfassend eine zum Einlegen der Parksperre vorgesehene Einlegefeder, einen zum Auslegen der Parksperre hydraulisch betätigbaren Aktuator, ein elektrohydraulisches Steuergerät sowie ein elektronisches Steuergerät. Das elektrohydraulische Steuergerät steuert sowohl gangbildende Schaltelemente des Getriebes als auch den Aktuator mittels elektromagnetisch betätigbarer Hydraulikventile hydraulisch mit Druck an, welcher von einer Pumpe des Getriebes bereitgestellt wird. Hierzu steuert das elektronische Steuergerät die elektromagnetisch betätigbaren Hydraulikventile elektrisch an zur Vorgabe verschiedener Schaltpositionen und Gänge im Getriebe. Der Aktuator weist einen Hydraulikkolben auf, welcher beim Auslegen der Parksperre über eine Druckleitung mit Kupplungsdruck eines zur Bildung eines Anfahrgangs angesteuerten Schaltelementes beaufschlagt wird und mittels einer von dem elektronischen Steuergerät ansteuerbaren Arretiervorrichtung sowohl in einer dem eingelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung als auch in einer dem ausgelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung mechanisch arretierbar ist.
Gemäß der Erfindung ist die zum Hydraulikkolben führende und mit Kupplungdruck beaufschlagbare Druckleitung mittels eines von dem elektronischen Steuergerät elektrisch ansteuerbaren Magnetventils bis auf ein vordefiniertes Maß oder vollständig schließbar. Dieses erfindungsgemäße Konzept ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine situativ angepasste Druckbeaufschlagung des Aktuatorkolbens, insbesondere beim Halten der Parksperre im ausgelegten Zustand.
Bekanntlich erlauben auslegungsbedingten Bauteiltoleranzen auch bei aktivierter Kolbenarretierung eine gewisse kleine Axialbewegung des Aktuatorkolbens. Entsprechens können Druckschwingungen und Druckspitzen des auf den Aktuatorkolben wirkenden Kupplungsdrucks als hoch-dynamische Axialkräfte auch bei aktivierter Kolbenarretierung vom Aktuatorkolben auf die Mechanik der Kolbenarretierung übertragen werden. Derartige hoch-dynamische Stöße wirken bekanntlich verschleißfördernd. Mittels der erfindungsgemäß situativ anpassbaren Druckbeaufschlagung des Aktuatorkolbens können solche stoßartigen Belastungen an der Kolbenarretierung der Arretiervorrichtung signifikante verringert werden, was die Ausfallsicherheit und Lebensdauer des Aktuators in besonders vorteilhafter Weise erhöht.
Vorzugsweise ist das zum situativen teilweisen oder vollständig Absperren der zum Aktuator-Druckraum führenden Druckleitung vorgesehene Magnetventil in dem Aktuator integriert, kann alternativ jedoch auch in dem elektrohydraulischen Steuergerät integriert sein oder an einer anderen geeigneten Stelle im hydraulischen Fluss der Druckleitung angeordnet sein.
Hinsichtlich der elektrischen Versorgung des Magnetventils sind je nach dessen Ansteuerlogik unterschiedliche Varianten vorteilhaft. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die zum Aktuator-Druckraum führende Druckleitung bis auf das vordefinierte Maß oder vollständig geschlossen ist, wenn das Magnetventil stromlos geschaltet ist. Andererseits kann das Magnetventil auch derart ausgebildet sein, dass es in unbestromten Zustand die zum Aktuator-Druckraum führende Druckleitung bis auf das vordefinierte Maß oder vollständig absperrt. Energetisch besonders günstig ist, wenn das Magnetventil als Flip-Flop-Ventil ausgebildet ist, welches bei jedem Strompuls zwischen einer ersten Schaltstellung, in der die zum Aktuator-Druckraum führende Druckleitung geöffnet ist, und einer zweiten Schaltstellung, in der die zum Aktuator-Druckraum führende Druckleitung bis auf das vordefiniertes Maß oder vollständig geschlossen ist, hin und her wechselt.
Wie bereits angedeutet, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Druckbeaufschlagung des Hydraulikkolbens des Aktuators in einer auf den konkreten Anwendungsfall optimierte Weise situativ anzupassen. Entsprechend wird in einem ersten Aspekt der Erfindung als Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, dass das Magnetventil zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der zum Aktuator-Druckraum führenden Druckleitung angesteuert wird, nachdem die Arretiervorrichtung den Hydraulikkolben in dessen dem ausgelegten Zustand der Parksperre zugeordneten Kolbenstellung arretiert hat und das elektronische Steuergerät den ausgelegten Zustand der Parksperre erkannt hat. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Hydraulikkolben des Aktuators im ausgelegten Zustand stets - also auch in einem Gang, in welchem das zur Druckversorgung des Aktuator-Druckraums vorgesehene Schaltelement nicht gangbildend und demnach nicht geschlossen ist - mit einem vergleichsweise hohen und bei vernachlässigten Leckageverlusten konstanten Restdruck beaufschlagt bleibt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Magnetventil die zum Aktuator-Druckraum führende Druckleitung im bestromten Zustand offenhält.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird als Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, dass das Magnetventil zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der zum Aktuator-Druckraum führenden Druckleitung angesteuert wird, bevor in dem Getriebe bei einem Gangwechsel ausgehend von einem Gang, in welchem das den Aktuator-Druckraum mit Kupplungsdruck versorgende Schaltelement gangbildend und geschlossen ist, in einen Zielgang, in welchem das den Aktuator-Druckraum mit Kupplungsdruck versorgende Schaltelement nicht gangbildend ist und daher geöffnet werden muss, der Kupplungsdruck in diesem Schaltelement abgesenkt wird. Dieses Verfahren eignet sich umso besser, je mehr Gänge des Getriebes das zur Druckmittelversorgung des Aktuator-Druckraums vorgesehene Schaltelement nicht zur Gangbildung benötigen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Magnetventil die zum Aktuator-Druckraum führende Druckleitung im unbestromten Zustand offenhält.
Dabei erfolgt die elektrische Ansteuerung des Magnetventils zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung beispielsweise dann, wenn das elektronische Steuergerät einen Schaltbefehl für einen solchen Gangwechsel erkannt hat.
Ist in dem elektronischen Getriebesteuergerät eine vorausschauende Schaltstrategie implementiert, kann die elektrische Ansteuerung des Magnetventils zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung beispielsweise auch schon dann erfolgen, wenn das elektronische Steuergerät einen Schaltbefehl für einen solchen Gangwechsel erwartet. Solches erhöht den Schutz der mechanischen Arretierung des Aktuatorkolbens gegen eventuelle Druckeinbrüche im Versorgungsdruck bei dem zu erwartenden Öffnen des den Aktuator-Druckraum mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelementes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Magnetventil zum vollständigen Öffnen der zum Aktuator-Druckraum führenden Druckleitung angesteuert, nachdem in dem Getriebe bei einem Gangwechsel ausgehend von einem Gang, in welchem das den Hydraulikkolben mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelement nicht gangbildend und daher geöffnet ist, in einen Zielgang, in welchem das den Hydraulikkolben mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelement gangbildend ist und geschlossen wird, eine Schnellfüllphase beim Schließen dieses Schaltelementes abgeschlossen ist. Solches erhöht den Schutz der mechanischen Arretierung des Aktuatorkolbens gegen eventuelle Druckspitzen im Versorgungsdruck beim Zuschalten bzw. Schließen des den Aktuator-Druckraum mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelementes.
In einer Weiterbildung der Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorgeschlagen, das Magnetventil zum vollständigen Öffnen der zum Aktuator-Druckraum bzw. zum Hydraulikkolben des Aktuators führenden Druckleitung anzusteuern, wenn das elektronische Steuergerät einen Schaltbefehl zum Einlegen der Parksperre erkannt hat.
In einer anderen Weiterbildung der Verfahren wird vorgeschlagen, dass das Magnetventil in zum (vollständigen oder teilweisen) Verschließen der zum Aktuator-Druckraum bzw. zum Hydraulikkolben des Aktuators führenden Druckleitung führender Weise angesteuert wird, wenn eine Druckfluid-Temperatur im Getriebe oder im Aktuator einen vordefinierten unteren Schwellwert überschritten hat. Diese Weiterbildung berücksichtigt das übliche Tieftemperaturverhalten gängiger Druckfluide für Getriebe in der Weise, dass der beim Einlegen der Parksperre erforderliche Entleervorgang des Aktuatordruckraums bei hoher Druckfluidviskosität nicht unnötig verlängert wird. Entsprechend liegt dieser untere Schwellwert vorzugsweise in einem Wertebereich zwischen minus zehn und null Grad Celsius.
In einer weiteren Weiterbildung der Verfahren wird vorgeschlagen, dass das Magnetventil - wenn in zum Verschließen der zum Aktuator-Druckraum bzw. zum Hydraulikkolben des Aktuators führenden Druckleitung führender Weise angesteuert - diese Druckleitung nur dann vollständig verschließt, wenn die Druckfluid-Temperatur im Getriebe oder im Aktuator einen vordefinierten oberen Schwellwert unterschritten hat. Andernfalls, also dann, wenn die Druckfluid-Temperatur größer oder gleich diesem Schwellwert ist, verschließt das Magnetventil - wenn in zum Verschließen der Druckleitung führender Weise angesteuert - die Druckleitung nur teilweise, vorzugsweise fast vollständig. Diese Weiterbildung berücksichtigt das übliche Leckageverhalten mit bei steigender Druckfluid-Temperatur auch steigenden Leckage. Entsprechend liegt dieser obere Schwellwert vorzugsweise in einem Wertebereich oberhalb plus achtzig Grad Celsius.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Magnetventil dann, wenn es in zum Verschließen der zum Aktuator-Druckraum bzw. zum Hydraulikkolben des Aktuators führenden Druckleitung führender Weise angesteuert wird, diese Druckleitung stets vollständig oder alternativ hierzu stets in vordefinierten Maß nur teilweise - wenngleich vorzugsweise fast vollständig - verschließt.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Getriebe mit einer Parksperre;
2 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zum Betätigen der Parksperre gemäß 1;
3 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes gemäß 1; und
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen der Parksperre gemäß 1;
5 ein vereinfachtes Funktionsablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Vorrichtung gemäß 4; und
6 ein vereinfachtes Funktionsablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Vorrichtung gemäß 4.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Automatgetriebe 3, welches mehrere gangbildende Schaltelemente 33 aufweist und über ein Anfahrelement 30 von einem Antriebsmotor 2 antreibbar ist. Auf diese Weise ist die Antriebsleistung des Antriebsmotors 2 in vorzugsweise mehreren verschiedenen Gängen bzw. Gangstufen von einer Antriebswelle 31 auf eine Abtriebswelle 32 des Automatgetriebes 3 übertragbar. Die Abtriebswelle 32 ist über weitere in 1 nur angedeutete Kraftfahrzeugbauteile mit einer Antriebsachse 4 des Kraftfahrzeugs 1 wirkverbunden.
Zudem weist das Automatgetriebe 3 eine Parksperre 34 auf, mittels der die Abtriebswelle 32 und damit auch die Antriebsachse 4 des Kraftfahrzeugs 1 festsetzbar ist. Zur Steuerung des Automatgetriebes 3 ist eine Kombination bestehend aus einem elektrohydraulisches Steuergerät 35 und einem elektronisches Steuergerät 36 vorgesehen. Das elektrohydraulische Steuergerät 35 übernimmt zum einen die hydraulische Ansteuerung des hier beispielhaft als Kupplung ausgebildeten Anfahrelements 30, um den Kraftschluss zwischen einer Kurbelwelle 20 des Antriebsmotors 2 und der Antriebswelle 31 des Automatgetriebes 3 herzustellen. Zum anderen übernimmt das elektrohydraulische Steuergerät 35 die hydraulische Ansteuerung der getriebeinternen gangbildenden Schaltelemente 33, um die situativ passenden Gänge im Automatgetriebe 3 zu erzeugen. Zudem übernimmt das elektrohydraulische Steuergerät 35 auch die hydraulische Ansteuerung eines Aktuators 340, der zum Auslegen der Parksperre 34 mit Druckmittel versorgt werden muß. Zur Ansteuerung des Anfahrelementes 30, der Schaltelemente 33 und des Aktuators 340 sind in dem elektrohydraulische Steuergerät 35 mehrere elektromagnetisch betätigbare Hydraulikventile 350 vorgesehen. Das elektronische Steuergerät 36 ermittelt situativ die erforderlichen Schaltbefehle und steuerungs- und regelungstechnischen Vorgaben für diese elektromagnetisch betätigbaren Hydraulikventile 350 und steuert diese entsprechend an. Dabei verarbeitet das elektronische Steuergerät 36 unter anderem Signale einer im Kraftfahrzeug 1 angeordnete Wähleinrichtung 5, mittels der ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 einzelne Schaltpositionen für das Automatgetriebe vorgeben kann, insbesondere die Schaltpositionen „Parken“ (P), „Neutral“ (N) „Vorwärtsfahrt“ (D) und „Rückwärtsfahrt“ (R). Das zum Betätigen des Anfahrelementes 30, der Schaltelemente 33 und des Aktuators 340 benötigte Druckmittel wird von einer Pumpe 37 des Getriebes 3 bereitgestellt.
Nachfolgend und bezugnehmend auf die schematisch vereinfachte Darstellung in 2 wird ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Betätigen der in 1 vorgesehenen Parksperre 34 näher erläutert. Beispielhaft vorgesehen ist hier ein aus der eingangs zitierten DE 10 2017 211 025 A1 bekannter Parksperren-Aktuator, der auch in 2 mit Bezugszeichen 340 versehen ist. Der Aktuator 340 weist einen Hydraulikkolben 341 auf, der in geeigneter Weise mit einem Sperrelement der Parksperre 34 wirkverbunden ist und zum Auslegen der Parksperre 34 mit Kupplungsdruck eines geschlossenen - also gangbildenden - Schaltelementes 33 des Getriebes 3 beaufschlagt wird. Die zu dem Hydraulikkolben 341 führende Druckleitung ist mit 346 bezeichnet. Hydraulisch angesteuert werden der Aktuator 340 und die Schaltelemente 33 über elektromagnetisch betätigbare Hydraulikventile 350 des elektrohydraulischen Steuergerätes 35, welches hierzu von der getriebeseitigen Pumpe 37 mit Hydraulikfluid versorgt wird.
Die Wirkverbindung zwischen Aktuator 340 und Parksperre 34 ist derart ausgeführt, dass für den Fall, dass sich der Hydraulikkolben 341 in Einlegestellung E befinden, die Parksperre 34 sperrt und für den Fall, dass sich der Hydraulikkolben 341 in Auslegestellung A befinden, die Parksperre 34 nicht sperrt. Wird der Hydraulikkolben 341 mit Druck beaufschlagt, bewegt er sich in die Auslegestellung A, entgegen der Federkraft einer Einlegefeder 345. Infolge der Federkraft dieser Einlegefeder 345 bewegt sich der Hydraulikkolben 341 in Richtung zur Einlegestellung E, wenn die Druckbeaufschlagung des Hydraulikkolbens 341 abgeschaltet wird, mit der Folge, dass die Parksperre 34 mechanisch eingelegt wird. Diese hier vorgesehene Betätigungslogik beim Ein- und Auslegen der Parksperre 34 ist als beispielhaft zu verstehen. Entsprechend kann in einer hierzu alternativen Ausführungsform der Parksperre auch eine invertierte Betätigungslogik vorgesehen sein, bei die Parksperre mittels Hydraulikdruck eingelegt und mittels Federkraft ausgelegt wird.
Wie in 2 weiter ersichtlich, weist der Aktuator 340 zusätzlich eine Arretiervorrichtung 342 zum mechanischen Festsetzen des Hydraulikkolbens 341 auf. Diese Arretierungsvorrichtung 342 umfasst beispielhaft einen Stift 344 und einen zum Betätigen dieses Stifts 344 vorgesehenen Elektromagneten 343, wobei der Stift 344 vorzugsweise im unbestromten Zustand des Elektromagneten 343 den Hydraulikkolben 341 wahlweise in der Einlegestellung E oder in der Auslegestellung A arretiert, also gegen ein ungewolltes axiales Verschieben sichert.
3 zeigt ein selbsterklärendes beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe 3 des in 1 dargestellten Antriebsstrangs. Vorliegend handelt es sich bei diesem Getriebe 3 um ein 8-Gang-Automatgetriebe, bei dem in jedem Gang drei von insgesamt fünf Schaltelementen 33-1 bis 33-5 des Getriebes 3 geschlossen sind. In einem Gang geschlossene Schaltelemente sind in 3 mit einem Punkt markiert.
Ist in dem mit der Schaltlogik gemäß 3 betriebenen Getriebe 3 zur Betätigung dessen Parksperre 34 einer Steuervorrichtung gemäß 2 vorgesehen, so erfolgt die Druckversorgung des zum Auslegen der Parksperre 34 vorgesehenen Aktuators 340 beispielsweise von der Kupplungsdruckzuführung des Schaltelementes 33-1 aus. In diesem Fall wäre der Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 bei ausgelegter Parksperre 34 in dem dritten, vierten, fünften und sechsten Vorwärtsgang nicht mit Kupplungsdruck beaufschlagt.
Wie bereits eingangs erwähnt, können Druckpulsation, temporäre Druckspitzen und temporäre Druckeinbrüche des Druckes, mit dem der Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 beaufschlagt wird, zu einem unerwünschten Verschleiß an der Mechanik der sich in Arretierstellung befindlichen Arretiervorrichtung 342 führen, im vorliegenden Beispiel zu Verschleiß an dem Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 und an der Kolbenstangen-Nut, in die der Stift 344 in Stellung E des Hydraulikkolbens 341 eingreift. Störende Druckspitzen und störende Druckeinbrüche können beispielsweise bei Gangwechseln im Getriebe (3) auftreten.
Um die Arretiervorrichtung 342 vor mechanischen Schäden, die durch solche Druckspitzen und Druckeinbrüche im Versorgungsdruck des Hydraulikkolbens 341 des Aktuators 340 verursacht werden können, ist in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auf dem in 2 gezeigten Parksperrenbetätigungssystem basiert, in der der zum Druckraum des Aktuators 340 führende Druckleitung 346 ein elektrisch betätigbares Magnetventil 347 angeordnet, welches diese Druckleitung 346 situativ absperren kann.
Wird die Parksperre 34 ausgehend vom eingelegten Zustand ausgelegt, wird der Druckraum des Aktuators 340 mit Kupplungsdruck eines zum jetztigen Zeitpunkt gangbildenden Schaltelementes 33 beaufschlagt, sodass sich der Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 bei gelöstem Stift 344 der Arreitiervorrichtung 342 axial von Kolbenstellung E zur Kolbenstellung A bewegt, bevor der Stift 344 den Hydraulikkolben 341 in axialer Richtung wieder fixiert. Bekanntlich erlauben die obligatorischen Bauteiltoleranzen auch bei arretiertem Stift 344 eine gewisse kleine Axialbewegung des Hydraulikkolbens 341, sodass hoch-dynamische Axialkräfte, die durch Druckschwingungen und Druckspitzen im Kupplungsdruck des den Druckraum des Aktuators 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 erzeugt werden, als hoch-dynamische Stöße auf die Kontaktstelle Kolbenstange/Stift wirken.
Wird nun die Druckleitung 346 mittels des Magnetventils 347 abgesperrt, wirkt auf den Hydraulikkolben 341 nunmehr ein annähernd konstanter Druck, sodass jetzt und später auftretende Druckschwingungen und Druckspitzen im Kupplungsdruck desjenigen Schaltelementes 33, welches den Druckraum des Aktuators 340 mit Druckfluid versorgt, nicht mehr als hoch-dynamische Axialkräfte auf den Aktuatorkolben 341 wirken können.
Nachfolgend und bezugnehmend auf 5 und 6 werden zwei unterschiedlich komplexe Beispiele für eine situative Ansteuerung des in 4 vorgesehenen Magnetventils 347 näher erläutert.
Hierzu zeigt 5 ein vereinfachtes Funktionsablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Vorrichtung gemäß 4. Ein Startpunkt S1 markiert den verfahrenstechnischen Beginn dieser zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Funktion, die vorzugsweise in der Steuerungssoftware des elektronischen Steuergerätes (35) des Getriebes (3) implementiert und vorzugsweise auch in andere Steuerungsfunktion des Getriebes (3) funktionsseitig eingebunden ist.
In einem dem Startpunkt S1 nachfolgenden ersten Abfrageschritt A1 im Funktionsablauf wird geprüft, ob die Parksperre 34 aktuell eingelegt ist. Ist dies der Fall, wird in einem zweiten Abfrageschritt A2 im Funktionsablauf geprüft, ob in der Zwischenzeit ein Fahrerwunsch bzw. ein Schaltbefehlt zum Auslegen der Parksperre 34 vorliegt bzw. erkannt ist. Ist dies der Fall, wird die Funktion fortgesetzt mit drei nacheinander abzuarbeitenden Verfahrensschritten V1, V2 und V3, die dem Fahrerwunsch bzw. Schaltbefehlt zum Auslegen der Parksperre 34 Rechnung tragen.
Entsprechend wird in dem ersten Verfahrensschritt V1 die bei eingelegter Parksperre 34 aktivierte Arretierung des Hydraulikkolbens 341 des Aktuators 340 gelöst, indem das Elektrobauteil 343 der Arretiervorrichtung 342 derart angesteuert - vorzugsweise bestromt - wird, dass der Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 seinen Formschluss zur Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 verliert. Im nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt V2 erfolgt das Auslegen der Parksperre 34, indem der Kupplungsdruck desjenigen Schaltelementes 33 des Getriebes (3), welches über die Druckleitung 346 den Druckraum des Aktuators 340 mit Druckfluid versorgt, hinreichend weit angehoben wird, damit die Druckkraft des Hydraulikkolbens 341 die Parksperre 34 gegen die Federkraft der Einlegefeder 345 die Parksperre 34 hydraulisch auslegt. Im nachfolgenden dritten Verfahrensschritt V3 wird der Hydraulikkolben 341, der sich jetzt in Schaltposition A befindet, in axialer Richtung wieder fixiert, indem das Elektrobauteil 343 der Arretiervorrichtung 342 derart angesteuert - vorzugsweise stromlos geschaltet - wird, dass der Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 formschlüssig in die zur Kolbenarretierung vorgesehene Nut am Außendurchmesser der Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 eingreift.
Wurde im ersten Abfrageschritt A1 jedoch festgestellt, dass die Parksperre 34 nicht eingelegt ist, werden die zuvor beschriebene Programmschritte A2, V1 und V2 übersprungen und die Funktion fortgesetzt mit einem dritten Abfrageschritt A3, in welchem geprüft wird, ob die Arretiervorrichtung 342 den Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 in dessen Schaltstellung E in axialer Richtung fixiert hat. Ist dies der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Sprung vor den zuvor erläuterten dritten Verfahrensschritt V3, ansonsten - also bei bereits aktivierter Kolbenarretierung - ein Sprung ans Ende des dritten Verfahrensschritt V3.
In einem dem dritten Verfahrensschritt V3 nachfolgenden vierten Verfahrensschritt V4 wird das in der Druckleitung 346 installierte Magnetventil 347 elektrisch derart angesteuert - beispielsweise stromlos geschaltet - wird, dass der Durchfluss durch die Druckleitung 346 hier vollständig oder zumindest in einem vordefinierten Maß abgesperrt wird. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass am Ende des vierten Verfahrensschrittes V4 die Druckleitung 346 zumindest soweit verschlossen ist, dass in dem Druckraum des Aktuators 340 noch ein vordefinierter Restdruck verbleibt, welcher stetig abnimmt, wenn dasjenige Schaltelement 33 des Getriebes (3), den Druckraum des Aktuators 340 mit Druckfluid versorgt, im Betriebsverlauf nicht mehr gangbildend und daher abgeschaltet bzw. geöffnet ist. Dieses frühe Absperren der Druckleitung 346 stellt sicher, dass sich die Dynamik im Kupplungsdruck des den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 nicht als übermäßige Stoßbelastung auf die mechanische Verbindung Kolbenstange / Stift 344 wirkt. Zur Dynamik im Kupplungsdruck zählen neben Druckschwingungen auch temporäre Druckspitzen und temporäre Druckeinbrüche, die beispielsweise bei Gangwechseln, bei denen das den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 seinen Schaltzustand ändert, auftreten können.
Am Ende des vierten Verfahrensschrittes V4 erfolgt im Funktionsablauf ein vierter Abfrageschritt A4, in welchem geprüft wird, ob in der Zwischenzeit ein Fahrerwunsch bzw. ein Schaltbefehlt zum Einlegen der Parksperre 34 vorliegt bzw. erkannt ist. Ist dies nicht der der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Sprung zurück vor den vierten Abfrageschritt A4. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit fünf nacheinander abzuarbeitenden Verfahrensschritten V5 bis V9, die dem Fahrerwunsch bzw. Schaltbefehlt zum Einlegen der Parksperre 34 Rechnung tragen.
Entsprechend wird in dem fünften Verfahrensschritt V5 die auch bei ausgelegter Parksperre 34 aktivierte Arretierung des Hydraulikkolbens 341 des Aktuators 340 gelöst, indem das Elektrobauteil 343 der Arretiervorrichtung 342 derart angesteuert - vorzugsweise bestromt - wird, dass der Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 nicht mehr formschlüssig in die Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 eingreift. Nachfolgend wird in dem sechsten Verfahrensschritt V6 der Kupplungsdruck desjenigen Schaltelementes 33 des Getriebes (3), welches über die Druckleitung 346 den Druckraum des Aktuators 340 mit Druckfluid versorgt, in vordefinierter Weise abgeschaltet oder zumindest hinreichend weit abgesenkt, damit dieses Schaltelement 33 kein Drehmoment mehr überträgt. Erst danach wird im nachfolgenden siebten Verfahrensschritt V7 das Magnetventil 347 elektrisch derart angesteuert, dass die zum Druckraum des Aktuators 340 führende Druckleitung 346 in vordefinierter Weise wieder vollständig geöffnet wird. Dieser späte Zeitpunkt des Wiederöffnens der Druckleitung 346 stellt sicher, dass sich die Dynamik des Kupplungsdruckabbaus nicht als Stoßbelastung auf die mechanische Verbindung Kolbenstange / Stift 344 wirkt. Erst jetzt, im Zuge des Wiederöffnens der Druckleitung 346 ermöglicht und vollzieht die Federkraft der Einlegefeder 345 im achten Verfahrensschritt V8 das mechanische Einlegen der Parksperre 34. Ist erkannt, dass die Parksperre 34 tatsächlich eingelegt ist, wird im nachfolgenden neunten Verfahrensschritt V9 der Hydraulikkolben 341, der sich jetzt in Schaltposition E befindet, in axialer Richtung wieder fixiert, indem das Elektrobauteil 343 der Arretiervorrichtung 342 derart angesteuert wird, dass der Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 formschlüssig in die zur Kolbenarretierung vorgesehene Nut der Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 eingreift.
Nachfolgend reagiert die Funktion auf einen möglichen Wunsch des Fahrers, den Zündstrom im Kraftfahrzeug (1) abzuschalten und/oder die Parksperre 34 wird auszulegen. Hierzu verwendet die Funktion ein Funktionsablaufschema, welches auch dann Verwendung findet, wenn in dem im Funktionsablauf bereit viel früher erfolgten zweiten Abfrageschritt A2 ein negatives Abfrageergebnis festgestellt wurde.
Also sowohl dann, wenn der neunte Verfahrensschritt V9 abgearbeitet ist, als auch dann, wenn im zweiten Abfrageschritt A2 festgestellt wurde, dass die Parksperre 34 weiterhin eingelegt bleiben soll, wird die Funktion fortgesetzt mit einem fünften Abfrageschritt A5, in welchem geprüft wird, ob in der Zwischenzeit ein fahrerseitiger Befehl zum Abschalten des Zündstroms - also ein fahrerseitiger Befehl zum elektrischen Öffnen des im Kraftfahrzeug (1) installierten Zündstromkreises, über den auch das elektronische Steuergerät (36) elektrisch versorgt wird - vorliegt bzw. erkannt ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Sprung zurück vor den zweiten Abfrageschritt A2. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit einem zehnten Verfahrensschritt V10, in welchem das elektronische Steuergerät (36) in vordefinierter Weise abgeschaltet wird, vorzugsweise unter Verwendung einer so genannten Nachlaufsteuerung zum Abspeichern von aktuellen Daten, die bei einer späteren Wieder-Initialisierung des elektronische Steuergerät (36) Verwendung finden sollen. Im Rahmen dieses Abschaltens wird auch die vorliegende Funktion beendet, was im Ablaufdiagramm mit Endpunkt S2 bezeichnet ist.
6 zeigt ein vereinfachtes Funktionsablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Vorrichtung gemäß 4. Wiederum markiert Startpunkt S1 den verfahrenstechnischen Beginn und Endpunkt S2 das verfahrenstechnische Ende dieser zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Funktion, die wiederum vorzugsweise in der Steuerungssoftware des Getriebes (3) implementiert und funktionsseitig in andere Steuerungsfunktion des Getriebes (3) eingebunden ist. Zur besseren Unterscheidung der einzelnem Programmschritte gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind im zweiten Ausführungsbeispiel die insgesamt neun einzelnen Abfrageschritte mit B1 bis B9 und die insgesamt dreizehn einzelnen Verfahrensschritte mit W1 bis W13 bezeichnet.
In einem im Funktionsablauf dem Startpunkt S1 nachfolgenden ersten Abfrageschritt B1 wird geprüft, ob die Parksperre 34 aktuell eingelegt ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Sprung zurück vor den ersten Abfrageschritt B1, sodass der Übergang in die weiteren Programmschritte den eigelegten Zustand der Parksperre 34 voraussetzt. Liefert der erste Abfrageschritt B1 also ein positives Ergebnis, wird nachfolgend in einem zweiten Abfrageschritt B2 geprüft, ob die Arretiervorrichtung 342 den Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 mechanisch gegen axiales Verschieben sichert. Ist dies der Fall, wird die Funktion fortgesetzt mit einem dritten Abfrageschritt B3, andernfalls mit einem ersten Verfahrensschritt W1. In diesem Verfahrensschritt W1 wird die Kolbenarretierung in geeignet Weise aktiviert, hier beispielsweise durch eine Stromlosschaltung des Elektrobauteils 343 der Arretiervorrichtung 342, sodass deren Stift 344 formschlüssig in die Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 eingreift. Am Ende des ersten Verfahrensschritts W1 erfolgt im Funktionsablauf ein Rücksprung vor den zweiten Abfrageschritt B2; alternativ hierzu ein direkter Sprung ans Ende des zweiten Abfrageschritt B2 ohne eine Quittierung des Erfolgs der durchgeführten Maßnahme.
In dem bereits genannten dritten Abfrageschritt B3 wird geprüft, ob in der Zwischenzeit ein Fahrerwunsch bzw. Schaltbefehlt zum Auslegen der Parksperre 34 vorliegt bzw. erkannt ist. Ist dies der Fall, wird die Funktion fortgesetzt mit zwei nacheinander abzuarbeitenden Verfahrensschritten W3 und W4, die dem Fahrerwunsch bzw. Schaltbefehlt zum Auslegen der Parksperre 34 Rechnung tragen. Soll die Parksperre 34 hingegen im eingelegten Zustand verbleiben, wird die Funktion fortgesetzt mit einem vierten Abfrageschritt B4, in welchem geprüft wird, ob in der Zwischenzeit ein fahrerseitiger Befehl zum Abschalten des Zündstroms - also ein fahrerseitiger Befehl zum elektrischen Öffnen des im Kraftfahrzeug (1) installierten Zündstromkreises, über den auch das elektronische Steuergerät (36) elektrisch versorgt wird - vorliegt bzw. erkannt ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Sprung zurück vor den dritten Abfrageschritt B3. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit einem zweiten Verfahrensschritt W2, in welchem das elektronische Steuergerät (36) in vordefinierter Weise abgeschaltet wird, vorzugsweise unter Verwendung einer so genannten Nachlaufsteuerung zum Abspeichern von aktuellen Daten, die bei einer späteren Wieder-Initialisierung des elektronische Steuergerät (36) Verwendung finden sollen. Im Rahmen dieses Abschaltens wird auch die vorliegende Funktion beendet, was im Ablaufdiagramm mit Endpunkt S2 bezeichnet ist.
Um die Parksperre 34 via Druckbeaufschlagung des Aktuators 340 hydraulisch auslegen zu können, muß zunächst einmal die ja aktivierte mechanische Arretierung des Aktuatorkolbens 341 deaktiviert - also gelöst - werden, was in dem bereits erwähnten dritten Verfahrensschritt W3 erfolgt, bevor in dem bereits erwähnten vierten Verfahrensschritt W4 das elektronische Steuergerät (36) des Getriebes (3) den Schließvorgang der bei dem jetzt geforderten Anfahrgang nach dem Gangeinlegen aller gangbildenden Schaltelementen des Getriebes (3) startet, dabei auch den Schließvorgang desjenigen Schaltelementes 33, welches auch den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgt. In bekannter Weise gibt das elektronische Steuergerät (36) dem elektrohydraulischen Steuergerät 35 des Getriebes (3) nun zum Gangeinlegen einen auf den Einzelfall abgestimmten Druckverlauf vor, der dann von dem elektrohydraulischen Steuergerät 35 erzeugt und den jetzt gangbildenden Schaltelementen 33 zugeleitet wird. Wie allgemein üblich, umfasst der Druckverlauf eine Schnellfüllphase und eine Schließphase, vorzugsweise auch eine zeitlich zwischen Schnellfüllphase und Schließphase liegende Füllausgleichphase.
Nachdem im vierten Verfahrensschritt W4 die Druckansteuerung desjenigen Schaltelementes 33, welches auch den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgt, begonnen hat, wird nachfolgend in einem fünften Abfrageschritt B5 geprüft, ob die Schnellfüllphase des Schließvorgangs des auch den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 abgeschlossen ist. Eine solche Schnellfüllphase ist drucktechnisch gesehen ein vergleichsweise hoch-dynamischer Vorgang, dessen Druckspitzen zu einem unerwünschten Verschleiß an der mechanischen Kolbenarretierung des Aktuatorkolbens 341 verursachen können, was im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert werden soll.
Liefert der fünfte Abfrageschritt B5 ein negatives Ergebnis, erfolgt im Funktionsablauf ein Rücksprung vor diesen fünften Abfrageschritt B5. Andernfalls - also nach Beenden der Schnellfüllphase des auch den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 - wird die Funktion fortgesetzt mit einem fünften Verfahrensschritt W5, in welchem einerseits das Schließen der gangbildenden Schaltelemente 33 beendet wird und andererseits das zum Absperren der zum Druckraum des Aktuators 340 führenden Druckleitung 346 vorgesehene Magnetventil 347 derart angesteuert wird, dass eine zuvor vollständig oder in vordefiniertem Maß verschlossene Druckleitung 346 in vordefinierter Weise wieder vollständig geöffnet wird, und dass eine zuvor unverschlossene Druckleitung 346 geöffnet bleibt. Aufgrund von Iterationsschritten im Funktionsablauf sind diese beiden Fälle selbst beim vom Startpunkt S1 aus gesehen erstmaligen Programmdurchlauf bis zu diesem fünften Verfahrensschritt W5 möglich. Ist die Druckleitung 346 zum Zeitpunkt der den fünften Abfrageschritt B5 durchlaufenden Schnellfüllphase bereits vollständig oder in vordefiniertem Maß verschlossen, wirken sich etwaige Druckspitzen aus der Schnellfüllphase gar nicht oder nur in stark abgemilderter Weise auf den Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 aus. Das hier vorgeschlagene frühestmögliche Wiederöffnen des möglicherweise zuvor abgesperrten Druckraums des Aktuators 340 dient der Energieeinsparung bei Verwendung eines möglichst einfach konstruierten preiswerten Magnetventils 347.
Nach Abarbeitung des fünften Verfahrensschrittes W5 erfolgt im Funktionsablauf ein sechster Abfrageschritt B6, in welchem geprüft wird, ob die Parksperre 34 entsprechend dem Fahrerwunsch bzw. Schaltbefehl nun tatsächlich ausgelegt ist und sich der Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 in Schaltstellung A befindet, was beispielsweise mittels eine hierfür geeigneten Sensorik feststellbar ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Rücksprung vor diesen fünften Abfrageschritt B5. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit einem sechsten Verfahrensschritt W6, in welchem die zuvor inaktive axiale Arretierung des Hydraulikkolbens 341 wieder aktiviert wird, vorliegend beispielhaft durch eine Stromlosschaltung des Elektrobauteils 343 der Arretiervorrichtung 342, sodass deren Stift 344 formschlüssig in die Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 eingreift.
Das Ende dieses sechsten Verfahrensschritts W6 markiert einen wesentlich Zwischenschritt des in 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da nun der Einfluss der Schaltlogik des Getriebes (3) auf die mechanische Belastung der Kolbenarretierung berücksichtigt wird.
Hierzu wird in einem dem sechsten Verfahrensschritt W6 nachfolgenden siebten Abfrageschritt B7 geprüft, ob in dem Getriebe (3) aufgrund der aktuellen Fahrsituation und der in dem elektronischen Steuergerät (36) des Getriebes (3) implementierten Schaltstrategie für die Gangwechsel im Getriebe (3) ausgehend von dem aktuellen Gang, in welchem das den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgende Schaltelement 33 gangbildend und daher geschlossen ist, das Getriebe (3) in einen Zielgang geschaltet werden soll, in welchem das den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgende Schaltelement 33 nicht mehr gangbildend ist und daher abgeschaltet bzw. geöffnet werden muss. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Rücksprung vor den siebten Abfrageschritt B7. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit einem siebten Verfahrensschritt W7, in welchem das in der Druckleitung 346 installierte Magnetventil 347 elektrisch derart angesteuert wird, dass es den Durchfluss durch die Druckleitung 346 entweder vollständig oder zumindest in vordefiniertem Maß absperrt.
Demnach bleibt dann, wenn die Druckleitung 346 vollständig abgesperrt ist, der zum Zeitpunkt dieses Absperrens auf den Hydraulikkolben 341 des Aktuators in zum Halten der Parksperre 34 im ausgelegten Zustand wirkende Kupplungsdruck im Druckraum des Aktuators 340 vollständig erhalten und gespeichert, wenn man von einer obligatorischen geringen Leckage im Bereich dieses Druckraums und des Magnetventils 347 einmal absieht. Hingegen dann, wenn der Durchfluss in der Druckleitung 346 via Magnetventil 237 auf das vordefinierte Maß reduziert ist, verbleibt im Druckraum des Aktuators 340 ein mit der Zeit absinkender Restdruck vorhanden, der weiterhin auf den Hydraulikkolben 341 des Aktuators 340 in zum Halten der Parksperre 34 im ausgelegten Zustand wirkt. In beiden Fällen wirkt sich das Abschalten des Kupplungsdrucks des den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 nicht als Druckeinbruch aus, der eine Stoßbelastung an der aktivierten mechanischen axialen Arretierung des Aktuatorkolbens 341 hervorrufen könnte. Der angeforderte Gangwechsel erfolgt anschließend an den siebten Verfahrensschritt W7 in einem achten Verfahrensschritt W8.
Nachfolgend verzweigt die Funktion in zwei im Funktionsablauf parallel bearbeitete Pfade. Im ersten dieser beiden Pfade wird überwacht, ob in dem Getriebe (3) ein Gangwechsel zurück in einen Gang gewünscht bzw. angefordert wird, in welchem das den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgende Schaltelement 33 wieder gangbildend ist. Hierzu erfolgt im Funktionsablauf zunächst ein achter Abfrageschritt B8, in welchem geprüft wird, ob eine solche Anforderung vorliegt. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Rücksprung vor diesen achten Abfrageschritt B8. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit einem neunten Verfahrensschritt W9, in welchem der angeforderte Gangwechsel von dem elektronischen Steuergerät (36) des Getriebe (3) initiiert wird, indem dem elektrohydraulischen Steuergerät 34 des Getriebes (3) für alle im Zielgang gangbildenden Schaltelemente 33 individuell auf den vorliegenden Einzelfall abgestimmte Druckverläufe vorgegeben werden. In üblicher Weise umfasst jeder dieser Druckverläufe wiederum eine Schnellfüllphase und eine Schließphase und vorzugsweise auch eine zeitlich zwischen Schnellfüllphase und Schließphase liegende Füllausgleichphase. Dem neunten Verfahrensschritt W9 folgt ein Sprung unmittelbar vor den bereits erläuterten fünften Abfrageschritt B5, in welchem das Durchlaufen der Schnellfüllphase des den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgenden Schaltelementes 33 überwacht wird, bevor das Magnetventil 347 in zum Öffnen der Druckleitung 346 führender Weise im fünften Verfahrensschritt W5 elektrisch angesteuert werden kann.
In dem zweiten der beiden Pfade nach dem Abarbeiten des achten Verfahrensschrittes W8 wird überwacht, in der Zwischenzeit ein fahrerseitiger Befehl zum Einlegen der Parksperre 34 ergangen ist. Hierzu erfolgt im Funktionsablauf zunächst ein neunter Abfrageschritt B9, in welchem geprüft wird, ob eine solche Anforderung vorliegt. Ist dies nicht der Fall, erfolgt im Funktionsablauf ein Rücksprung vor diesen neunten Abfrageschritt B9. Andernfalls wird die Funktion fortgesetzt mit einem zehnten Verfahrensschritt W10, in welchem die zu diesem Zeitpunkt ja noch aktivierte Arretierung des Hydraulikkolbens 341 des Aktuators 340 gelöst, indem das Elektrobauteil 343 der Arretiervorrichtung 342 derart angesteuert wird, dass der Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 seinen Formschluss zur Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 verliert. Damit der Druckraum des Aktuators 340 entleerbar ist, wird nachfolgend in einem elften Verfahrensschritt W11 die zu diesem Zeitpunkt noch ganz oder teilweise abgesperrte Druckleitung 346 wieder vollständig geöffnet, indem das elektronische Steuergerät (36) des Getriebes (3) das Magnetventil 347 elektrisch in zum Öffnen der Druckleitung 346 geeigneter Weise angesteuert.
Abweichend zu dem in 6 dargestellten Funktionsablaufdiagramm kann auch vorgesehen sein, dass die Verfahrensschritte W10 und W11 in zeitlich umgekehrter Reihenfolge oder alternativ auch zeitgleich abgearbeitet werden.
Zurückkommend auf das in 6 dargestellte Funktionsablaufdiagramm folgt dem elften Verfahrensschritt W11 ein zwölfter Verfahrensschritt W12, in welchem die Parksperre 35 entsprechend dem Fahrerwunsch eingelegt wird. Hierzu wird zumindest der Kupplungsdruck desjenigen Schaltelementes 33 des Getriebes (3), welches den Aktuator 340 mit Druckfluid versorgt, hinreichend weit verringert wird, damit die Federkraft der Einlegefeder 345 die Parksperre 34 mechanisch einlegt.
Im nachfolgenden dreizehnten Verfahrensschritt W13 wird der Hydraulikkolben 341, der sich jetzt in Schaltposition E befindet, in axialer Richtung wieder fixiert, indem das Elektrobauteil 343 der Arretiervorrichtung 342 derart angesteuert wird, dass der Stift 344 der Arretiervorrichtung 342 formschlüssig in die zur Kolbenarretierung vorgesehene Nut am Außendurchmesser der Kolbenstange des Hydraulikkolbens 341 eingreift. Nach Abarbeitung dieses dreizehnten Verfahrensschritt W13 erfolgt im Funktionsablauf ein Sprung unmittelbar vor den bereits erläuterten vierten Abfrageschritt B4, in welchem geprüft wird, ob in der Zwischenzeit ein fahrerseitiger Befehl zum Abschalten des Zündstroms vorliegt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs
20: Kurbelwelle des Antriebsmotors
3: Getriebe des Kraftfahrzeugs
30: Anfahrelement zwischen Antriebsmotor und Getriebe
31: Antriebswelle des Getriebes
32: Abtriebswelle des Getriebes
33: Schaltelemente des Getriebes
33-1: erstes Schaltelement
33-2: zweites Schaltelement
33-3: drittes Schaltelement
33-4: viertes Schaltelement
33-5: fünftes Schaltelement
34: Parksperre des Getriebes
340: Aktuator der Parksperre
341: Hydraulikkolben des Aktuators
342: Arretiervorrichtung
343: Elektrobauteil der Arretiervorrichtung
344: Stift der Arretiervorrichtung
345: Einlegefeder der Parksperre
346: Druckleitung zum Hydraulikkolben
347: Magnetventil der Druckleitung
35: elektrohydraulisches Steuergerät des Getriebes
350: elektromagnetisch betäigbares Hydraulikventil des elektrohydraulischen Steuergerätes
36: elektronisches Steuergerät des Getriebes
37: Pumpe des Getriebes
4: Antriebsachse des Kraftfahrzeugs
5: Bedieneinrichtung für das Getriebe
A: Stellung des Hydraulikkolbens im ausgelegten Zustand der Parksperre
E: Stellung des Hydraulikkolbens im eingelegten Zustand der Parksperre
P: Schaltposition „Parken“ an der Bedieneinrichtung
R: Schaltposition „Rückwärtsfahrt“ an der Bedieneinrichtung
N: Schaltposition „Neutral“ an der Bedieneinrichtung
D: Schaltposition „Vorwärtsfahrt“ an der Bedieneinrichtung
S1: Startpunkt des ersten und zweiten Verfahrens
S2: Endpunkt des ersten und zweiten Verfahrens
A1 bis A5: Abfrageschritt im ersten Verfahren
B1 bis B9: Abfrageschritt im zweiten Verfahren
V1 bis V10: Verfahrensschritt im ersten Verfahren
W1 bis W13: Verfahrensschritt im zweiten Verfahren

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 102017211025 A1 [0003, 0004, 0025]

Claims

Vorrichtung zum Betreiben einer Parksperre (34) eines Getriebes (3) in einem Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Einlegefeder (345) zum Einlegen der Parksperre (34), einen zum Auslegen der Parksperre (34) hydraulisch betätigbaren Aktuator (340), ein elektrohydraulisches Steuergerät (35), welches sowohl gangbildende Schaltelemente (33) des Getriebes (3) als auch den Aktuator (340) mittels elektromagnetisch betätigbarer Hydraulikventile (350) hydraulisch mit Druck ansteuert, der von einer Pumpe (37) des Getriebes (3) bereitgestellt wird, sowie ein elektronisches Steuergerät (36), welches die elektromagnetisch betätigbaren Hydraulikventile (350) elektrisch ansteuert zur Vorgabe verschiedener Schaltpositionen (P, R, N, D) und Gänge im Getriebe (3), wobei der Aktuator (340) einen Hydraulikkolben (341) aufweist, der beim Auslegen der Parksperre (34) über eine Druckleitung (346) mit Kupplungsdruck eines zur Bildung eines Anfahrgangs angesteuerten Schaltelementes (33) beaufschlagt wird und mittels einer von dem elektronischen Steuergerät (36) ansteuerbaren Arretiervorrichtung (342) sowohl in einer dem eingelegten Zustand der Parksperre (34) zugeordneten Kolbenstellung (E) als auch in einer dem ausgelegten Zustand der Parksperre (34) zugeordneten Kolbenstellung (A) mechanisch arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (346) mittels eines von dem elektronischen Steuergerät (36) elektrisch ansteuerbaren Magnetventils (347) bis auf ein vordefiniertes Maß oder vollständig schließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) in dem Aktuator (340) integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) in dem elektrohydraulischen Steuergerät (35) integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (346) bis auf das vordefinierte Maß oder vollständig geschlossen ist, wenn das Magnetventil (347) stromlos geschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (346) vollständig geöffnet ist, wenn das Magnetventil (347) stromlos geschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) als Flip-Flop-Ventil ausgebildet ist, welches bei jedem Strompuls zwischen einer ersten Schaltstellung, in der die Druckleitung (346) geöffnet ist, und einer zweiten Schaltstellung, in der die Druckleitung (346) bis auf das vordefiniertes Maß oder vollständig geschlossen ist, hin und her wechselt.
Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung (346) angesteuert wird, nachdem die Arretiervorrichtung (342) den Hydraulikkolben (341) in dessen dem ausgelegten Zustand der Parksperre (34) zugeordneten Kolbenstellung (A) arretiert hat und das elektronische Steuergerät (36) den ausgelegten Zustand der Parksperre (34) erkannt hat.
Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung (346) angesteuert wird, bevor in dem Getriebe (3) bei einem Gangwechsel ausgehend von einem Gang, in welchem das den Hydraulikkolben (341) mit Kupplungsdruck beaufschlagende Schaltelement (33) gangbildend und geschlossen ist, in einen Zielgang, in welchem das den Hydraulikkolben (341) mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelement (33) nicht gangbildend ist und geöffnet wird, der Kupplungsdruck in diesem Schaltelement (33) abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung des Magnetventils (347) zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung (346) erfolgt, wenn das elektronische Steuergerät (36) einen Schaltbefehl für den Gangwechsel erkannt hat.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung des Magnetventils (347) zum vordefiniert teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung (346) erfolgt, wenn das elektronische Steuergerät (36) einen Schaltbefehl für den Gangwechsel erwartet.
Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) zum vollständigen Öffnen der Druckleitung (346) angesteuert wird, nachdem in dem Getriebe (3) bei einem Gangwechsel ausgehend von einem Gang, in welchem das den Hydraulikkolben (341) mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelement (33) nicht gangbildend ist, in einen Zielgang, in welchem das den Hydraulikkolben (341) mit Kupplungsdruck versorgenden Schaltelement (33) gangbildend ist und geschlossen wird, eine Schnellfüllphase beim Schließen dieses Schaltelementes (33) abgeschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) zum vollständigen Öffnen der Druckleitung (346) angesteuert wird, wenn das elektronische Steuergerät (36) einen Schaltbefehl zum Einlegen der Parksperre (34) erkannt hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (347) nur dann in zum teilweisen oder vollständigen Verschließen der Druckleitung (346) führender Weise ansteuerbar ist, wenn eine Druckfluid-Temperatur im Getriebe (3) oder im Aktuator (340) einen vordefinierten unteren Schwellwert unterschritten hat.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Schwellwert in einem Wertebereich zwischen minus 10 und null Grad Celsius liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Magnetventil (347) in zum Verschließen der Druckleitung (346) führender Weise angesteuert wird, während die Druckfluid-Temperatur im Getriebe (3) oder im Aktuator (340) einen vordefinierten oberen Schwellwert unterschritten hat, das Magnetventil (347) die Druckleitung (346) vollständig verschließt, wohingegen dann, wenn das Magnetventil (347) in zum Verschließen der Druckleitung (346) führender Weise angesteuert wird, während die Druckfluid-Temperatur im Getriebe (3) oder im Aktuator (340) den vordefinierten oberen Schwellwert erreicht oder überschritten hat, das Magnetventil (347) die Druckleitung (346) nur teilweise verschließt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schwellwert in einem Wertebereich oberhalb achtzig Grad Celsius liegt.