DE19834075A1

DE19834075A1 - Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe und Verfahren zur Betätigung der Vorrichtung

Info

Publication number: DE19834075A1
Application number: DE1998134075
Authority: DE
Inventors: Ralf Dreibholz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: DE19834075B4

Abstract

Die Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe weist ein Klinkenrad auf, das entlang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen ist sowie eine Klinke (2), die mit einem Vorsprung (3) zum Eingriff in eine der Aussparungen des Klinkenrades versehen ist. Eine zweite Klinke (12) mit einem Vorsprung (13) ist spiegelbildlich zur ersten Klinke vorgesehen, wobei beide Vorsprünge der Klinken derart geformt sind, daß bei Eingriff jeweils eines Vorsprunges in eine der Aussparungen eine Verdrehung des Klinkenrades in einer Richtung verhindert, in der entgegengesetzten Richtung jedoch ermöglicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungs vorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahr zeugen und ein Verfahren zur Betätigung der Vorrichtung, mit einem Klinkenrad, das entlang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen ist und mit einer Sperr klinke, die mit einem Vorsprung zum Eingriff in eine der Aussparungen des Klinkenrades versehen ist, wobei der Vor sprung derart geformt ist, daß bei Beaufschlagung des Klin kenrades in einer Richtung und Eingriff des Vorsprunges dieser eine Verdrehung des Klinkenrades verhindert und bei Beaufschlagung des Klinkenrades in entgegengesetzter Rich tung eine Verdrehung ermöglicht.

Bei Fahrzeugen mit automatischen Getrieben, insbeson dere solchen, die mit automatisierten Anfahrelementen, wie trockenen oder ölgekühlten Reibanfahrelementen ausgestattet sind, wird zunehmend der Anfahrkomfort dadurch erhöht, daß ein Losrollen des Fahrzeugs entgegengesetzt zu der vom Fah rer gewünschten Richtung mittels einer sogenannten Hillhol der- Funktion verhindert wird. Zusätzlich kann durch diese Funktion die Kupplungsbelastung, vor allem beim Stand am Berg und bei Anfahrten, stark vermindert werden.

Nach dem Stand der Technik wird diese Funktion zumeist von Freiläufen übernommen, die an geeigneter Stelle im Ge triebe angeordnet sind, mit dem Nachteil hoher Kosten, die mit dem Einsatz von beispielsweise Klemmkörperfreiläufen verbunden sind. Es sind auch Getriebesysteme bekannt, bei denen zwei Freiläufe eingesetzt werden, die abschaltbar sein müssen.

Die DE-A 195 34 418 beschreibt eine Antriebseinrich tung für ein Kraftfahrzeug mit einer automatisierten Kupp lung mit zwei Steuerkreisen und insbesondere einem Doppel kupplungsgetriebe, das zusätzlich mit einem derartigen Hillholder ausgestaltet ist. Dieser Hillholder wird durch einen der beiden Steuerkreise der automatisierten Kupplung angesteuert und verhindert das Wegrollen des Fahrzeugs in der zur gewünschten Fahrtrichtung entgegengesetzten Rich tung. Als Hillholder wird dabei ein Freilauf eingesetzt, der an beliebiger Stelle im Antriebsstrang eingebaut ist und die Drehrichtung des Antriebs nur in der gewünschten Fahrtrichtung erlaubt, jedoch in der entgegengesetzten Richtung blockiert. Dieser Hillholder ist als trennbarer oder zuschaltbarer Freilauf ausgestaltet, wobei die automa tisierte Kupplung neben dem Hauptsteuerkreis noch einen Hilfssteuerkreis aufweisen muß, der zum Ansteuern des Hill holders verwendet wird.

Eine weitere Anforderung an moderne automatische Ge triebe ist die Funktion der Parksperre, mit der jegliche Fahrzeugbewegung, z. B. beim Abstellen am Berg, verhindert wird. Diese Funktion wird meistens vom Fahrer per Wählhebel abgerufen oder aber bei neueren Fahrzeugen auch dadurch aktiviert, daß nur in der Wählhebelstellung P der Zünd schlüssel abgezogen werden kann. Üblicherweise wird diese Funktion meist über ein Klinkenrad am Getriebeabtrieb rea lisiert mit einer durch den Fahrer direkt betätigten oder fremdkraftbetätigten Sperrklinke.

Die DE-C 41 27 991 der Anmelderin beschreibt bei spielsweise eine Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem durch einen Handwählhebel schaltbaren Parksperremechanismus, bestehend aus einer im wesentlichen axial in eine geschlossene und eine offene Parksperrenposition verschiebbare Betätigungsstange, die mit einer Parkklinke und einem Parkzahnrad zusammenwirkt und die im Getriebegehäuse angeordnet ist, wobei die Betä tigungsstange gleichzeitig die Kolbenstange eines ebenfalls im Inneren des Getriebegehäuses angeordneten einfach wir kenden Zylinders ist, der in drucklosem Zustand die Betäti gungsstange vorschiebt und damit die Parksperre über eine Feder schließt und bei Druckbeaufschlagung wieder öffnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ver riegelungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen zu schaffen und ein Verfahren zur Betäti gung der Vorrichtung anzugeben, mit der die beiden Funktio nen, d. h. die Hillholder-Funktion und die Parksperrenfunk tion einfach und kostengünstig verwirklicht werden können.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenem Merkmal sowie mit einem Verfahren nach Anspruch 7; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird also die Abtriebswelle des auto matischen Getriebes oder eine mit der Abtriebswelle kraft- oder formschlüssig verbundene sich drehende Welle mit ei nem, dem herkömmlichen Sperrad entsprechenden Klinkenrad versehen, welches entlang seines Umfangs eine Vielzahl von Aussparungen aufweist, in die zwei Vorsprünge von Klinken eingreifen können. Die Konturen der Sperrflächen der Vor sprünge der Klinken sind dabei so geformt, daß die Vor sprünge nur in jeweils einer Richtung eine Verdrehung des Klinkenrades verhindern, eine Verdrehung des Klinkenrades in die entgegengesetzte Richtung jedoch ermöglichen. Je weils eine der Klinken ist dabei für die Verhinderung in eine der Drehrichtungen des Klinkenrades zuständig. Mit einem einfachen Mechanismus kann dabei die Funktion einer jeden Klinke unabhängig von der anderen Klinke aktiviert und deaktiviert werden. Eine besonders einfache und kosten günstige Lösung besteht darin, die beiden Klinken mit ihren Vorsprüngen identisch auszubilden und symmetrisch zueinan der zum Klinkenrad anzuordnen. Die Sperrwirkung kann dabei über Federkräfte aktiviert werden und mittels einer der Federkraft entgegenwirkenden Fremdkraft deaktiviert werden.

Vorteilhafterweise sind Dämpferelemente vorgesehen, die den Aufschlag der Klinken an die Anschläge und die da mit verbundenen Geräusche dämpfen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei spiel dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche Klinke, deren Vorsprung in einer Aussparung eines Klinkenrades ein greift,

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Klinke, deren Vorsprung ebenfalls in eine Aussparung des Klinkenrades eingreift und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge mässen Verriegelungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Klinke 2, die an einer Drehachse 4 angelenkt ist und deren Vorsprung 3 in eine entsprechende Aussparung 10 entlang des Umfangs eines Klin kenrades 1 eingreift. Die Aussparung 10 ist üblicherweise konisch ausgestaltet und weist zwei sich gegenüberliegende Wände 6, 8 auf, denen die entsprechenden Sperrflächen 5, 7 des Vorsprungs 3 gegenüberliegen. Durch diese Klinke 2 wird eine Verdrehung des Klinkenrades 1 in beide Drehrichtungen verhindert.

Fig. 2 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel einer Klin ke 2 mit einem Vorsprung 3, der derart geformt ist, daß eine Verdrehung des Klinkenrades 1 bei Eingriff des Vor sprungs 3 in die Aussparung 10 in Richtung des Pfeiles f verhindert wird, jedoch aufgrund der Ausgestaltung der Flä che 9 in Richtung des Pfeiles F ermöglicht wird. Hierbei gleitet die entsprechend gewölbt ausgeführte Fläche 9 des Vorsprunges 3 der Klinke 2 an der entsprechenden Wand 8 der Aussparung 10 entlang, ohne die Verdrehung des Klinkenra des 1 in Richtung F zu behindern. Damit kann die sogenannte Hillholder-Funktion verwirklicht werden, die ein Losrollen des Fahrzeugs in einer Richtung verhindert, in der ge wünschten Richtung jedoch ermöglicht.

Fig. 3 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Auch hier ist wieder das Klinkenrad 1 zu erkennen, das um eine Achse 20 in Richtung der beiden Pfeile F und f verdrehbar ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, greift nun eine Klinke 2 mit ihrem ent sprechend geformten Vorsprung in einer der Aussparungen 10 des Klinkenrades 1 ein und verhindert nun aufgrund der ge wölbten Ausgestaltung einer der Flächen 9, die der Drehach se 4 näherliegt als die gegenüberliegende Fläche 5 des Vorsprungs 3, eine Verdrehung des Klinkenrades 1 in Richtung des Pfeiles f. Die Klinke 2 (siehe Fig. 3) wird dabei durch eine Feder 16 in Richtung des Klinkenrades 1 beaufschlagt, so daß der Vorsprung 3 in die Aussparung 10 eingreift; durch einen nicht dargestellten Mechanismus kann die Klin ke 2 in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt werden, so daß der Vorsprung 5 außer Eingriff mit einer der Aussparun gen 10 gelangt.

Spiegelbildlich zur Klinke 2 ist nun eine identisch ausgebildeten Klinke 12 auf der gegenüberliegenden Seite des Klinkenrades 1 angeordnet, deren Vorsprung 13 ebenfalls eine der Drehachse 14 zugewandte, gewölbte Fläche 19 auf weist und eine gegenüberliegende Fläche 15, die dafür sorgt, daß bei Eingriff in eine der Aussparungen 10 des Klinkenrades 2 dessen Drehung in der entgegengesetzten Richtung, d. h. in Richtung des Pfeiles F verhindert wird.

Mit 17 sind etliche Dämpferelemente bezeichnet, die zur Geräuschdämpfung beim Anschlagen der Klinken 2, 12 wir ken.

Es existiert nun eine einfache Betätigungslogik, mit der folgende Betätigungskombinationen für die beiden Klin ken 2, 12 verwirklicht werden können:

1. Befinden sich die beiden Vorsprünge 3, 13 der beiden Klinken 2, 12 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so er hält man die Funktion Parksperre.
2. Befindet sich der Vorsprung 3 einer Klinke 2 im Ein griff mit dem Klinkenrad 1, so erhält man z. B. das An fahren in Vorwärtsrichtung.
3. Befindet sich der Vorsprung 13 der anderen Sperrklinke 12 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so erhält man das Anfahren in Rückwärtsrichtung.
4. Ist keiner der Vorsprünge 3, 13 der beiden Klinken 2, 12 im Eingriff mit dem Klinkenrad 1, so hat sich das Fahrzeug in Bewegung gesetzt.

Das Anfahren in Vorwärtsrichtung kann z. B. dadurch erkannt werden, daß der Fahrer einen Vorwärtsfahrwunsch vorgibt und die aktuelle Geschwindigkeit sich unterhalb einer minimal erkennbaren Geschwindigkeit befindet.

Das Anfahren in Rückwärtsrichtung kann z. B. dadurch erkannt werden, daß der Fahrer einen Rückwärtsfahrwunsch vorgibt und die aktuelle Geschwindigkeit sich unterhalb einer minimal erkennbaren Geschwindigkeit befindet.

Ob sich das Fahrzeug in Bewegung gesetzt hat, kann daran erkannt werden, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb einer minimal erkennbaren Geschwindigkeit befin det.

Bei entsprechender Auslegung der Schaltelemente oder aber unter besonderen Bedingungen ist ein Reversieren wäh rend der Fahrt möglich, sofern der Fahren einen Fahrwunsch entgegen der aktuellen Fahrrichtung vorgibt.

Die Wege, die das Fahrzeug zurücklegt, wenn gerade einer der Vorsprünge einer der Klinken ungünstig zu einer Aussparung steht, sind minimal und führen nur zu einer äu ßerst geringfügigen Verzögerung bis zum Eingriff.

Bezugszeichenliste

1

Klinkenrad

2

Klinke

3

Vorsprung

4

Drehachse

5

Fläche

6

Fläche

7

Fläche

8

Fläche

9

gewölbte Fläche

10

Aussparung

12

Klinke

13

Vorsprung

14

Drehachse

15

Fläche

16

Feder

17

Dämpferelement

18

Feder

19

gewölbte Fläche

20

Achse

Claims

1. Verriegelungsvorrichtung für ein automatisches Ge triebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Klinkenrad, das ent lang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Aussparungen versehen ist und mit einer Klinke, die mit einem Vorsprung zum Eingriff in eine der Aussparungen des Klinkenrades ver sehen ist, wobei der Vorsprung derart geformt ist, daß bei Beaufschlagung des Klinkenrades in einer Richtung und Ein griff des Vorsprunges dieser eine Verdrehung des Klinkenra des verhindert und bei Beaufschlagung des Klinkenrades in entgegengesetzter Richtung eine Verdrehung ermöglicht, da durch gekennzeichnet, daß eine zweite Klinke (12) mit einem Vorsprung (13) vorgesehen und derart angeordnet ist, daß der Vorsprung (13) bei Eingriff in eine der Aussparungen (10) des Klinkenrades dessen Verdrehung in Freigaberichtung des Vorsprunges (3) der ersten Klinke (2) verhindert, eine Verdrehung des Klinkenrades (1) in entge gengesetzter Richtung jedoch ermöglicht.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Drehachse (4, 14) der Klinke (2, 12) näherliegende Fläche (9, 19) des Vorsprungs (3, 13) gewölbt ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Klinken (2, 12) spiegelbildlich zueinander und auf gegenüberliegenden Seiten des Klinkenrades (1) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß den Klinken (2, 12) Dämpferelemente (17) zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klinke (2, 12) durch eine Federanordnung (16, 18) in Rich tung auf das Klinkenrad (1) hin beaufschlagbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klinke (2, 12) durch eine Rückstelleinrichtung in Richtung von dem Klinkenrad (1) weg beaufschlagbar ist.

7. Verfahren zur Betätigung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß man für die Funktion einer Park sperre beide Vorsprünge (3, 13) der beiden Klinken (2, 12) in Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.

8. Verfahren zur Betätigung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß man zum Anfahren in Vorwärtsrich tung den Vorsprung (3) der ersten Klinke (2) in Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.

9. Verfahren zur Betätigung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß man zum Anfahren in Rückwärtsrich tung den Vorsprung (13) der zweiten Klinke (12) in Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.

10. Verfahren zur Betätigung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß man während des Fahrens des Kraft fahrzeugs beide Vorsprünge (3, 13) beider Klinken (2, 12) außer Eingriff mit dem Klinkenrad (1) bringt.