DE19957151A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem ersten Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, und mit zumindest einem vom ersten Steuergerät unabhängigen zweiten Steuergerät. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß neben dem ersten Steuergerät das zweite Steuergerät über zumindest eine Datenleitung mit der Eingabeeinheit verbunden ist und bei einem Störfall des ersten Steuergeräts die Aktuatoreinheit mit dem zweiten Steuergerät zumindest teilweise entsprechend dem ersten Steuergerät steuerbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Die Anforderungen an Schaltvorrichtungen bezüglich Komfort,
Zuverlässigkeit, Bauraum, Gewicht und hinsichtlich der Unter
stützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs werden bei moder
nen Kraftfahrzeugen immer höher. Ein vorteilhafter Effekt kann
häufig erreicht werden, indem mechanische Bauteile oder Bau
gruppen durch elektronische Bauteile und Baugruppen ersetzt
werden.
Eine Schaltvorrichtung besitzt in der Regel eine Eingabeein
heit zur Aufnahme von Eingabedaten bzw. eines Fahrerwunsches.
Die Eingabeeinheit ist meistens als Schalthebel ausgeführt,
der über ein Gestänge mit einem Getriebe verbunden ist.
Aus der US 4 790 204 ist eine gattungsbildende Schaltvorrich
tung bekannt, bei der eine mechanische Verbindung zwischen ei
ner Eingabeeinheit und einem Automatikgetriebe durch eine
elektronische Baugruppe ersetzt ist. Es können dadurch Bautei
le, Gewicht, Bauraum und Montageaufwand reduziert werden. Die
Eingabeeinheit besitzt ein Eingabegerät mit Druckknöpfen, mit
denen verschiedene Schaltstellungen eingegeben werden können,
wie beispielsweise eine Parkstellung P, eine Leerlaufstellung
N, eine Fahrstellung D usw. Das Eingabegerät ist über ein
Steuergerät mit einer Stelleinheit elektrisch verbunden, die
an einer Außenseite eines Getriebegehäuses befestigt ist und
auf einen Stellhebel wirkt.
Ferner besitzt die Schaltvorrichtung ein zweites Steuergerät,
das beim vollständigen Durchdrücken eines Gaspedals ein Signal
aufnimmt und über das ein Kick-Down-Hebel am Getriebe mit der
Stelleinheit ansteuerbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende
Vorrichtung weiterzuentwickeln und insbesondere die Zuverläs
sigkeit zu erhöhen und den Komfort zu steigern. Sie wird gemäß
der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran
sprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung mit einer
Eingabeeinheit zur Aufnahme von Eingabedaten, die über zumin
dest eine Datenleitung mit einem ersten Steuergerät verbunden
ist, über das eine Aktuatoreinheit zur Einstellung eines Ge
triebes steuerbar ist, insbesondere eines Automatikgetriebes
eines Kraftfahrzeugs, und mit zumindest einem vom ersten Steu
ergerät unabhängigen zweiten Steuergerät.
Es wird vorgeschlagen, daß neben dem ersten Steuergerät das
zweite Steuergerät über zumindest eine Datenleitung mit der
Eingabeeinheit verbunden ist und bei einem Störfall des ersten
Steuergeräts die Aktuatoreinheit mit dem zweiten Steuergerät
zumindest teilweise entsprechend dem ersten Steuergerät steu
erbar ist. Es kann durch das zweite Steuergerät eine hohe Zu
verlässigkeit ohne eine zusätzliche mechanische Baugruppe er
reicht werden. Besonders vorteilhaft wird das zweite Steuerge
rät zudem dazu genutzt, das erste Steuergerät zu überwachen,
indem dieses zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig
dieselben Eingangsdaten wie das erste Steuergerät aufnimmt und
zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig dieselbe Auswer
tung durchführt und zur Überwachung die Ausgangsgrößen ver
gleicht. Eine zusätzliche Überwachungseinheit kann eingespart
werden.
Ferner wird vorgeschlagen, daß in einem Störfall bei einer un
zulässigen Abweichung der Ausgangsgrößen das zweite Steuerge
rät das erste Steuergerät deaktiviert und zumindest teilweise
die Funktion des ersten Steuergeräts übernimmt, wodurch eine
zusätzliche Einheit zum Abschalten des ersten Steuergeräts
vermieden werden kann. Dabei sind die Steuergeräte vorteilhaft
über Tristate-Leitungen mit der Aktuatoreinheit verbunden.
Über die Leitungen können Informationen und elektrische Ener
gie für die Aktuatoreinheit geleitet werden. Eine direkte Da
tenleitung zwischen den Steuergeräten ist vermeidbar. Ferner
können die Tristate-Leitungen vorteilhaft dazu genutzt werden
durch das zweite Steuergerät das erste Steuergerät zu deakti
vieren, und zwar indem die Tristate-Leitungen der Steuergeräte
untereinander verbunden sind und im Störfall das zweite Steu
ergerät zumindest eine Tristate-Leitung kurzschließt und da
durch das erste Steuergerät über eine Strombegrenzungseinheit
deaktiviert. Eine in der Regel bereits vorhandene Strombegren
zungseinheit kann zusätzlich genutzt werden, das erste Steuer
gerät abzuschalten, wobei die Strombegrenzungseinheit im Steu
ergerät integriert oder auch als separate Einheit ausgeführt
sein kann.
Nimmt die Aktuatoreinheit im Störfall in einem deaktivierten
Zustand der Steuergeräte bzw. des ersten Steuergeräts eine
Stellung ein oder behält eine Stellung bei, in der ein Kraft
fluß zwischen dem Getriebe und einer Brennkraftmaschine unter
brochen ist, kann stets ein sicherer Zustand für das Getriebe
und insbesondere für das Kraftfahrzeug und dessen Insassen er
reicht werden. Dies kann mit verschiedenen, dem Fachmann als
sinnvoll erscheinenden Aktuatoren erreicht werden, beispiels
weise mit einem hydraulischen Aktuator, der durch eine Feder
kraft im deaktivierten Zustand in eine Ausgangsstellung fährt
oder vorteilhaft mit einem elektromagnetischen Aktuator mit
einem Federmechanismus, der beim deaktivierten Zustand einen
Anker in einer Neutralstellung zwischen zwei Polflächen von
Elektromagneten hält. Ausgehend von einem sicheren Zustand
kann anschließend das zweite Steuergerät die Steuerung der Ak
tuatoreinheit übernehmen.
Die Steuergeräte sind vorteilhaft mit einem Datennetz des
Kraftfahrzeugs verbunden, wodurch bei der Steuerung der Aktua
toreinheit Fahrzeugdaten, wie Geschwindigkeit, Geschwindig
keitsrichtung, Temperatur usw. berücksichtigt werden können.
Es können vorhandene Sensoren genutzt und zusätzliche Sensoren
zumindest weitgehend vermieden werden. Über das Datennetz kön
nen ferner Informationen von den Steuergeräten an andere Steu
ergeräte übermittelt werden, beispielsweise kann vorteilhaft
in einem deaktivierten Zustand der Aktuatoreinheit die Lei
stung der Brennkraftmaschine reduziert werden, um ungewünschte
hohe Leerlaufdrehzahlen zu vermeiden.
Neben den Steuerfunktionen des Getriebes können ein oder beide
Steuergeräte zu weiteren Funktionen genutzt werden, beispiels
weise zu einer Motorsteuerung usw., wodurch zusätzliche Bau
teile und Bauraum eingespart werden können.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Aktuatoreinheit zumindest
einen ersten Aktuator und einen vom ersten Aktuator unabhängi
gen zweiten Aktuator aufweist, wobei im Normalbetrieb der er
ste Aktuator zur Einstellung einer Fahrstellung und einer
Leerlaufstellung am Getriebe und der zweite Aktuator in einer
Parkstellung des Getriebes zur Betätigung einer Parksperre
eingesetzt ist. Bei einem Automatikgetriebe kann vorteilhaft
ein Wählschieber anstatt mit vier Stellungen mit nur drei
Stellungen ausgeführt und es können dadurch Kosten und Bauraum
eingespart werden. Ferner ergeben sich zusätzliche Freiheits
grade bei der Ansteuerung und bei der Anordnung der Aktuato
ren. Die Aktuatoren können bei verschiedenen Situationen vor
teilhaft unabhängig voneinander angesteuert werden, beispiels
weise kann beim Anfahren an einer Steigung mit dem ersten Ak
tuator eine Fahrstellung D oder R am Getriebe eingestellt und
erst ab einer bestimmten Motorleistung die Parksperre über den
zweiten Aktuator gelöst werden. Eine Rollbewegung des Kraft
fahrzeugs in eine ungewünschte Richtung kann verhindert und es
kann Energie eingespart und der Verschleiß reduziert werden.
Der zweite Aktuator kann beispielsweise elektromotorisch oder
elektrohydraulisch ausgestaltet sein.
Ist der zweite Aktuator in einem Gehäuse des Getriebes ange
ordnet, kann eine kompakte Baugruppe erreicht werden, die se
parat gefertigt und auf ihre Funktionen überprüft werden kann.
Der zweite Aktuator und insbesondere die Parksperre können je
doch auch vorteilhaft außerhalb des Getriebegehäuses angeord
net werden, wodurch daß Getriebe besonders platzsparend aus
führbar ist. Der zweite Aktuator kann dabei in einer Radnabe
des Kraftfahrzeugs integriert oder vorteilhaft an einem Karos
serieteil befestigt sein. Eine Kraftfahrzeugkarosserie ist in
der Regel über ein Federsystem mit Rädern des Kraftfahrzeugs
verbunden, wodurch die Maße des am Karosserieteil befestigten
zweiten Aktuators vorteilhaft zur gefederten Maße gehört.
Ferner kann mit einem zweiten Aktuator, der außerhalb des Ge
triebegehäuses angeordnet ist, vorzugsweise eine Feststell
bremse betätigt werden. Es kann ein Aktuator zur Betätigung
der Feststellbremse und der Parksperre genutzt und dadurch ein
Aktuator eingespart werden. In einer erfindungsgemäßen Ausge
staltung wird weiter vorgeschlagen, daß die Parksperre und die
Feststellbremse einstückig ausgeführt sind, wodurch Bauteile,
Bauraum, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.
Um das abgestellte Kraftfahrzeug ohne Energieaufwand im abge
stellten Zustand sicher zu halten, ist die Parksperre vorzugs
weise selbsthemmend ausgeführt. Dies kann konstruktiv einfach
mit einer Backenbremse erreicht werden. Um die Parksperre zu
dem als Bremseinheit während der Fahrt des Kraftfahrzeugs mit
größeren Fahrgeschwindigkeiten nutzen zu können, ist diese je
doch vorteilhaft erst unterhalb einer bestimmten Fahrgeschwin
digkeit selbsthemmend, beispielsweise unter 3 km/h.
Die Parksperre kann ferner als Parksperrenklinke ausgestaltet
sein.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß bei
einem Störfall des ersten Aktuators das Getriebe zumindest be
grenzt über den zweiten Aktuator verstellbar ist, wodurch die
Zuverlässigkeit ohne zusätzlichen Aktuator erhöht werden kann.
Der erste Aktuator ist vorteilhaft in einem Gehäuse des Ge
triebes angeordnet, wodurch dieser vor äußeren Einflüssen ge
schützt ist, wie beispielsweise vor Spritzwasser, vor einer
Wärmeabstrahlung einer Abgasanlage, vor großen Temperatur
schwankungen usw. Ferner kann ein noch vorhandener Bauraum im
Getriebegehäuse genutzt und zusätzlicher Bauraum vermieden
werden.
Die verschiedenen Schaltstellungen eines Automatikgetriebes
werden in der Regel über einen Hydraulikschieber eingestellt,
über den Volumenströme entsprechend gesteuert werden können.
Der erste Aktuator kann über ein Gestänge mit dem Hydraulik
schieber verbunden sein oder kann vorteilhaft direkt auf den
Hydraulikschieber wirken, wodurch ein Gestänge vermieden und
Bauraum eingespart werden kann. Um auf möglichst viele Stan
dardbauteile zurückgreifen zu können, wird der erste Aktuator
an bestehende Getriebe bzw. Getriebegehäuse und Hydraulikein
heiten angepaßt.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Eingabeeinheit zumindest
ein erstes Eingabegerät und ein vom ersten Eingabegerät unab
hängiges zweites Eingabegerät aufweist und in einem Störfall
des ersten Eingabegeräts zumindest teilweise für das erste
Eingabegerät vorgesehene Eingabedaten über das zweite Eingabe
gerät eingebbar sind, wodurch die Zuverlässigkeit weiter er
höht werden kann.
Das zweite Eingabegerät kann von verschiedenen, dem Fachmann
als sinnvoll erscheinenden Geräten gebildet sein. Es wird je
doch vorzugsweise ein Eingabegerät verwendet, das im Normalbe
trieb eine vom ersten Eingabegerät abweichende Funktion be
sitzt, wodurch ein zusätzliches Eingabegerät eingespart werden
kann. Besonders vorteilhaft werden Eingabegeräte verwendet,
die im Normalbetrieb für das Fahrverhalten keine Bedeutung ha
ben und deren Funktion in einem Notfahrbetrieb leicht zu ent
behren sind, wie beispielsweise ein Eingabegerät zur Regelung
einer Klimaanlage, eines GPS (GPS: Global positioning system),
eines Radio-Kassettensystems usw. Der Fahrer wird bei der An
wendung des zweiten Eingabegeräts vorzugsweise über ein Menü
geführt, beispielsweise optisch über ein Display oder aku
stisch über Lautsprecher.
Das zweite Eingabegerät kann an verschiedenen Stellen in einem
Fahrgastraum angeordnet sein. Vorzugsweise ist das zweite Ein
gabegerät jedoch im Bereich eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs
angeordnet und ist besonders vorteilhaft im Lenkrad inte
griert. Beim Eingabevorgang kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs
das Lenkrad mit beiden Händen halten, wodurch eine hohe Fahr
sicherheit und ein hoher Komfort erreicht werden kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorge
schlagen, daß in die Eingabeeinheit Eingabedaten akustisch
eingebbar sind. Hierzu können vorteilhaft vorhandene Mikropho
ne und/oder vorhandene Spracherkennungsmodule in Hard- und
Software verwendet werden, beispielsweise einer Freisprechan
lage eines Telefons, eines GPS usw. Zusätzlicher Bauraum kann
eingespart und der Komfort kann weiter gesteigert werden.
Die Aufnahmebereitschaft kann mit einer Taste und/oder vor
teilhaft mit einem akustischen Codewort aktiviert werden, bei
spielsweise indem mit dem Begriff "Schaltung" die Aufnahmebe
reitschaft aktiviert und anschließend das Getriebe durch be
stimmte Begriffe gesteuert werden kann, wie beispielsweise
"Vorwärts", "Rückwärts", "Leerlauf", "Parken" usw.
Informationen zum Getriebe, beispielsweise welche Überset
zungsstufe gewählt ist usw., werden häufig über ein Display
ausgegeben. Es kann jedoch in verschiedenen Situationen sinn
voll sein, bestimmte Informationen akustisch auszugeben; und
zwar insbesondere Informationen, die den Fahrer auf eine Ge
fahr hinweisen und/oder über eine bestimmte Zeit im Display
übersehen wurden, wie beispielsweise fehlende Parkstellung
nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs, hohe Drehzahlen der
Brennkraftmaschine usw. Um zusätzliche Lautsprecher zu vermei
den, werden vorzugsweise bereits vorhanden Lautsprecher ver
wendet, beispielsweise eines Radio-Kassettensystems, eines GPS
usw.
Ferner kann der Komfort weiter gesteigert werden, indem zumin
dest eines der Steuergeräte mit einem Fahrerassistenzsystem
direkt und/oder über ein Datennetz des Kraftfahrzeugs verbun
den ist. Möglich ist auch, ein Fahrerassistenzsystem in eines
der beiden Steuergeräte zu integrieren.
Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann in verschiedenen, dem Fach
mann als sinnvoll erscheinenden Aufgaben unterstützt werden.
Hierfür ist es meist erforderlich, den Wunsch des Fahrers zu
erkennen. Dies kann häufig erreicht werden, indem mehrere Pa
rameter erfaßt und im Zusammenhang ausgewertet werden, wie
beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Steigung einer Fahrbahn,
Gaspedalstellung, Stellung des Getriebes, Drehzahl der Brenn
kraftmaschine usw.
Es wird vorgeschlagen, daß beim Abstellen des Kraftfahrzeugs
die Aktuatoreinheit automatisch eine Parksperre schließt
und/oder die Aktuatoreinheit beim erkannten Startwunsch die
Parksperre automatisch öffnet. Wird erkannt, daß der Fahrer
einen Stillstand des Kraftfahrzeugs wünscht, beispielsweise
indem über eine gewisse Zeit im Stillstand des Kraftfahrzeugs
das Gaspedal unbetätigt ist, kann die Aktuatoreinheit vorteil
haft automatisch einen Kraftfluß zwischen dem Getriebe und der
Brennkraftmaschine unterbrechen und dadurch den Energiever
brauch und den Verschleiß reduzieren.
Ferner wird in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschla
gen, daß bei einem drohenden Aufprall des Kraftfahrzeugs auf
einen Gegenstand das Steuergerät und/oder das Fahrerassistenz
system in die Fahrzeugsteuerung eingreift und dem Aufprall
entgegenwirkt, und zwar insbesondere beim Einparken des Kraft
fahrzeugs. Durch das Steuergerät und/oder das Fahrerassistenz
system kann in die Steuerung der Fahrzeugrichtung und insbe
sondere in die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit einge
griffen werden, beispielsweise kann mit dem Steuergerät durch
den ersten Aktuator der Kraftfluß zwischen dem Getriebe und
der Brennkraftmaschine unterbrochen und das Kraftfahrzeug
durch den zweiten Aktuator über eine Bremseinheit bzw. durch
die Parksperre vor dem Gegenstand verzögert und gestoppt wer
den. Der drohende Aufprall kann vorteilhaft mit Ultraschall
sensoren erfaßt werden, die bereits in vielen Kraftfahrzeugen
als Einparkhilfen vorhanden sind.
Ferner kann mit dem zweiten Aktuator automatisch eine Bewegung
des Kraftfahrzeugs in eine ungewünschte Richtung verhindert
werden, beispielsweise beim Anfahren an einer Steigung.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe
schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er
findung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche ent
halten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu
sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines ersten Steuergeräts,
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines zweiten Steuergeräts,
Fig. 4 einen Aktuator zur Betätigung einer Parksperre in einem
Getriebegehäuse,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Schnitts entlang
der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen in einer Radnabe eingebauten Aktuator zur Betäti
gung einer Parksperre,
Fig. 7 einen an einer Karosserie befestigten Aktuator zur Be
tätigung einer Parksperre in einer Radnabe,
Fig. 8 einen schematischen Ausschnitt einer Hydraulikplatte
eines Automatikgetriebes mit einem Aktuator zur Ein
stellung des Getriebes,
Fig. 9 einen Aktuator aus Fig. 8 in ausgebautem Zustand und
Fig. 10 ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Aktuators zur
Betätigung einer Parksperrenklinke.
Fig. 1 zeig eine schematische Darstellung einer erfindungsge
mäßen Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Einga
beeinheit 18 zur Aufnahme von Eingabedaten R, N, D, P, wobei R
für eine Rückwärtsfahrstellung, N für eine Leerlaufstellung, D
für eine Vorwärtsfahrstellung und P für eine Parkstellung
steht. Die Eingabeeinheit 18 ist über Datenleitungen 60, 62
mit einem ersten Steuergerät 10 verbunden, über das eine Ak
tuatoreinheit 20 zur Einstellung eines Automatikgetriebes 28
steuerbar ist.
Erfindungsgemäß besitzt die Schaltvorrichtung ein vom ersten
Steuergerät 10 unabhängiges zweites Steuergerät 12, das über
Datenleitungen 14, 16 mit der Eingabeeinheit 18 verbunden ist.
Bei einem Störfall des ersten Steuergeräts 10 kann die Aktua
toreinheit 20 mit dem zweiten Steuergerät 12 entsprechend dem
ersten Steuergerät 10 gesteuert und dadurch eine hohe Zuver
lässigkeit erreicht werden.
Das erste und das zweite Steuergerät 10, 12 sind über Daten
leitungen 68, 70 und über ein weiteres Steuergerät 72 mit ei
nem. Datennetz 32 verbunden. Die aus dem Datennetz 32 erfaßten
Fahrzeugdaten FD sind insbesondere Fahrgeschwindigkeit und
Fahrtrichtung. Das zweite Steuergerät 12 nimmt zur gleichen
Zeit wie das erste Steuergerät 10 die Eingabedaten R, N, D, P
von der Eingabeeinheit 18 und die Fahrzeugdaten FD aus dem Da
tennetz 32 des Kraftfahrzeugs bzw. von dem Steuergerät 72 auf.
Das zweite Steuergerät 12 führt dieselben Auswertungen wie das
erste Steuergerät 10 durch und vergleicht zur Überwachung des
ersten Steuergeräts 10 die ausgewerteten Ausgangsgrößen. Wird
vom zweiten Steuergerät 12 ein Störfall des ersten Steuerge
räts 10 durch eine unzulässige Abweichung der ausgewerteten
Ausgangsgrößen erkannt, deaktiviert das zweite Steuergerät 12
das erste Steuergerät 10 und übernimmt dessen Funktion.
Die Steuergeräte 10, 12 sind jeweils über Tristate-Leitungen
22, 24, 26 mit der Aktuatoreinheit 20 verbunden, über die
Steuersignale und elektrische Energie zur Betätigung der Ak
tuatoreinheit 20 geleitet werden können. Die Tristate-
Leitungen 22, 24, 26 werden über Treiberstufen 64, 66 in den
Steuergeräten 10, 12 angesteuert und sind untereinander ver
bunden. Tritt ein Störfall des ersten Steuergeräts 10 auf,
wird die Tristate-Leitung 22, 24, 26 durch das zweite Steuer
gerät 12 kurzgeschlossen, welche das falsche Signal zur Aktua
toreinheit 20 weiterleiten würde. Das erste Steuergerät 10
wird dadurch über eine nicht näher dargestellte Strombegren
zungseinheit deaktiviert.
Neben der Getriebesteuerungsfunktion besitzt das erste Steuer
gerät 10 eine Funktion zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
30. Das erste Steuergerät 10 wird in dieser Funktion entspre
chend der Getriebesteuerungsfunktion vom zweiten Steuergerät
12 überwacht und kann in einem Störfall vom zweiten Steuerge
rät 12 ersetzt werden. Hierfür sind beide Steuergeräte 10, 12
mit untereinander verbundenen Tristate-Leitungen 74, 76 mit
der Brennkraftmaschine 30 verbunden.
Die Aktuatoreinheit 20 besitzt einen ersten elektromagneti
schen Aktuator 34 und einen vom ersten Aktuator 34 unabhängi
gen zweiten Aktuator 36, wobei im Normalbetrieb der erste Ak
tuator 34 zur Einstellung einer Fahrstellung R, D und einer
Leerlaufstellung N am Automatikgetriebe 28 und der zweite Ak
tuator 36 in einer Parkstellung P des Automatikgetriebes 28
zur Betätigung einer Parksperre 42 eingesetzt ist. In einem
deaktivierten Zustand nimmt der erste Aktuator 34 die Leer
laufstellung N ein, in der ein Kraftfluß zwischen dem Automa
tikgetriebe 28 und der Brennkraftmaschine 30 unterbrochen ist.
Der erste Aktuator 34 ist jeweils über zwei Tristate-Leitungen
22, 24 mit den Steuergeräten 10, 12 verbunden, wobei mit einer
Tristate-Leitung 22 die Rückwärtsfahrstellung R und mit einer
Tristate-Leitung 24 die Vorwärtsfahrstellung D am Automatikge
triebe 28 einstellbar ist.
Jede Tristate-Leitung 22, 24, 26, 74, 76 kann auf drei Arten
angesteuert werden, und zwar in dem am Ausgang des Steuerge
räts 10, 12 eine Spannung anliegt, sogenannter aktiver Zustand 1,
indem am Ausgang keine Spannung anliegt und das Steuergerät
10, 12 über die Aktuatoreinheit 20 mit Masse verbunden ist,
sogenannter inaktiver Zustand i, und indem die Tristate-
Leitung 22, 24, 26, 74, 76 gegen Masse kurzgeschlossen ist,
sogenannter blockierter Zustand 0.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm des ersten Steuergeräts 10 zur
Ansteuerung des ersten Aktuators 34. In einer ersten Abfrage
wird überprüft, ob das erste Steuergerät 10 in einem aktivier
ten Zustand A ist. Wird dies negativ beantwortet, sind beide
Tristate-Leitungen 22, 24, d. h. die Fahrstellungen R und D
ausgehend vom ersten Steuergerät 10 in einem inaktiven Zustand
i. Wird die Abfrage positiv beantwortet, wird in einer zweiten
Abfrage überprüft, ob vom Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahr
stellung D gewählt wurde. Wird dies positiv festgestellt, wird
die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D vom ersten
Steuergerät 10 in einen aktiven Zustand 1 versetzt. Anschlie
ßend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 22 für die Fahr
stellung R aktiviert ist. Ist diese durch das zweite Steuerge
rät 12 aktiviert, wird die Tristate-Leitung 22 für die Fahr
stellung R vom ersten Steuergerät 10 blockiert. Ist die Tri
state-Leitung 22 nicht aktiviert, kann die Tristate-Leitung 22
vom ersten Steuergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt
werden.
Wurde vom Fahrer die Fahrstellung D nicht gewählt, wird über
prüft, ob die Fahrstellung R gewählt wurde. Wird dies positiv
festgestellt, wird die Tristate-Leitung 22 durch das erste
Steuergeräte 10 in den aktiven Zustand 1 versetzt. Anschlie
ßend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die Fahr
stellung D durch das zweite Steuergerät 12 aktiviert ist. Ist
dies der Fall, wird die Tristate-Leitung 24 durch das erste
Steuergerät 10 blockiert, ist die Tristate-Leitung 24 nicht
aktiviert, wird die Tristate-Leitung 24 vom ersten Steuergerät
10 in den inaktiven Zustand i gesetzt.
Wurde vom Fahrer weder die Fahrstellung R noch D gewählt, wird
in einer weiteren Abfrage überprüft, ob die Tristate-Leitung
22 für die Fahrstellung R durch das zweite Steuergerät 12 ak
tiviert ist. Ist die Tristate-Leitung 22 aktiviert, wird diese
durch das erste Steuergerät 10 blockiert, ist die Tristate-
Leitung 22 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 22 vom
ersten Steuergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt. An
schließend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die
Fahrstellung D durch das zweite Steuergerät 12 aktiviert ist.
Ist die Tristate-Leitung 24 aktiviert, wird diese durch das
erste Steuergerät 10 blockiert, ist die Tristate-Leitung 24
nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 24 vom ersten Steu
ergerät 10 in den inaktiven Zustand i gesetzt.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm des zweiten Steuergeräts 12 zur
Überwachung des ersten Steuergeräts 10 und zur Ansteuerung des
ersten Aktuators 34 in einem Störfall. In einer ersten Abfrage
wird überprüft, ob das zweite Steuergerät 12 in einem akti
vierten Zustand A ist. Wird dies negativ beantwortet, sind
beide Tristate-Leitungen 22, 24, d. h. die Fahrstellungen R und
D ausgehend vom zweiten Steuergerät 12 in einem inaktiven Zu
stand i. Wird die Abfrage positiv beantwortet, wird in einer
zweiten Abfrage überprüft, ob vom Fahrer des Kraftfahrzeugs
die Fahrstellung D gewählt wurde. Wird dies positiv festge
stellt, wird in einer weiteren Abfrage überprüft, ob die Tri
state-Leitung 22 der Fahrstellung R durch das erste Steuerge
rät 10 aktiviert ist. Wird eine aktivierte Tristate-Leitung 22
festgestellt, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 blok
kiert und dabei das erste Steuergerät 10 durch eine Strombe
grenzungseinheit deaktiviert. Wird keine aktivierte Tristate-
Leitung 22 festgestellt, wird ausgehend vom zweiten Steuerge
rät 12 die Tristate-Leitung 22 in einen inaktiven Zustand i
gesetzt.
Anschließend wird geprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die
Fahrstellung D vom ersten Steuergerät 10 aktiviert ist. Liegt
eine aktivierte Tristate-Leitung 24 vor, kann die Tristate-
Leitung 24 vom zweiten Steuergerät 12 in einen inaktiven Zu
stand i gesetzt werden, da bereits eine Spannung anliegt. Ist
die Tristate-Leitung 24 für die Fahrstellung D nicht akti
viert, wird diese durch das zweite Steuergerät 12 in einen ak
tiven Zustand 1 versetzt.
Wurde vom Fahrer die Fahrstellung D nicht gewählt, wird über
prüft, ob die Fahrstellung R gewählt wurde. Wird dies positiv
festgestellt, wird in einer weiteren Abfrage überprüft, ob die
Tristate-Leitung 24 der Fahrstellung D durch das erste Steuer
gerät 10 aktiviert ist. Wird eine aktivierte Tristate-Leitung
24 festgestellt, wird diese durch das zweite Steuergerät 12
blockiert und dabei das erste Steuergerät 10 durch eine Strom
begrenzungseinheit deaktiviert. Wird keine aktivierte Trista
te-Leitung 24 festgestellt, wird ausgehend vom zweiten Steuer
gerät 12 die Tristate-Leitung 24 in einen inaktiven Zustand i
gesetzt.
Anschließend wird geprüft, ob die Tristate-Leitung 22 für die
Fahrstellung R aktiviert ist. Liegt eine aktivierte Tristate-
Leitung 22 vor, kann die Tristate-Leitung 22 vom zweiten Steu
ergerät 12 in einen inaktiven Zustand i gesetzt werden, da be
reits eine Spannung anliegt. Ist die Tristate-Leitung 22 für
die Fahrstellung R nicht aktiviert, wird diese durch das zwei
te Steuergerät 12 in einen aktiven Zustand 1 versetzt.
Wurde vom Fahrer weder die Fahrstellung R noch D gewählt, wird
in einer ersten Abfrage überprüft, ob die Tristate-Leitung 22
für die Fahrstellung R durch das erste Steuergerät 10 akti
viert ist. Ist die Tristate-Leitung 22 aktiviert, wird diese
durch das zweite Steuergerät 12 blockiert, ist die Tristate-
Leitung 22 nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 22 vom
zweiten Steuergerät 12 in den inaktiven Zustand i gesetzt. An
schließend wird überprüft, ob die Tristate-Leitung 24 für die
Fahrstellung D durch das erste Steuergerät 10 aktiviert ist.
Ist die Tristate-Leitung 24 aktiviert, wird diese durch das
zweite Steuergerät 12 blockiert, ist die Tristate-Leitung 24
nicht aktiviert, wird die Tristate-Leitung 24 vom zweiten
Steuergerät 12 in den inaktiven Zustand i gesetzt.
Der erste Aktuator 34 ist in einem Getriebegehäuse 48 des Au
tomatikgetriebes 28 angeordnet (Fig. 8 u. 9). Der Aktuator ist
auf einer Hydraulikplatte 50 befestigt und wirkt direkt auf
einen Hydraulikschieber 52, über den ein Volumenstrom im Auto
matikgetriebe 28 entsprechend den drei Stellungen R, N und D
gesteuert werden kann. Ist der erste Aktuator 34 auf die Fahr
stellung D eingestellt, kann über separat angesteuerte Ventile
kein Volumenstrom in der Art geleitet werden, daß das Automa
tikgetriebe 28 auf die Fahrstellung R umstellt und umgekehrt.
Der zweite Aktuator 36 ist ebenfalls mit der Parksperre 42 im
Gehäuse 48 des Automatikgetriebes 28 angeordnet (Fig. 4 u. 5).
Der zweite Aktuator 36 ist an der als Backenbremse ausgeführ
ten Parksperre 42 befestigt und bildet mit dieser eine Bau
gruppe, die separat gefertigt, auf ihre Funktion überprüft und
als Modul montiert werden kann. Fällt der erste Aktuator 34
aus, kann das Automatikgetriebe 28 vom zweiten Aktuator 36
über eine Hydraulikleitung 78 verstellt werden, so daß das
Kraftfahrzeug zumindest zur Reparatur in eine nächste Werk
statt gefahren werden kann.
In einer nicht näher dargestellten weiteren Ausgestaltungsform
kann ein Automatikgetriebe von einem zweiten Aktuator über ei
ne mechanische Verbindung Verstellt werden, so daß das Kraft
fahrzeug zumindest zur Reparatur in eine nächste Werkstatt ge
fahren werden kann.
In Fig. 6 und 7 sind alternative Aktuatoren 38, 40 zur Betäti
gung von Parksperren 44, 46 dargestellt, die außerhalb des Ge
triebegehäuses 48 angeordnet sind. Im wesentlichen gleichblei
bende Bauteile sind in den Ausführungsbeispielen grundsätzlich
mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Der zweite Aktuator
38 ist mit der als Backenbremse ausgeführten Parksperre 44 in
einer Radnabe 80 des Kraftfahrzeugs befestigt. Der zweite Ak
tuator 40 ist an einem Karosserieteil 82 des Kraftfahrzeugs
befestigt und wirkt über ein Gestänge 84 auf einen Verstellhe
bel 90 der in der Radnabe 80 des Kraftfahrzeugs als Backen
bremse ausgeführten Parksperre 46. Beide Parksperren 44, 46
sind einstückig mit Feststellbremsen ausgeführt. Die Parksper
ren 44, 46 sind infolge einer nicht näher dargestellten Flieh
kraftkupplung erst unterhalb einer Fahrgeschwindigkeit von
3 km/h selbsthemmend und können auch über einer Fahrgeschwindig
keit von 3 km/h durch den zweiten Aktuator 38, 40 zur Verzöge
rung des Kraftfahrzeugs genutzt werden.
Die Eingabeeinheit 18 besitzt ein erstes Eingabegerät 54 und
ein vom ersten Eingabegerät 54 unabhängiges zweites Eingabege
rät 56, wobei in einem Störfall beim ersten Eingabegerät 54
für das erste Eingabegerät 54 vorgesehene Eingabedaten R, N,
D, P über das zweite Eingabegerät 56 eingegeben werden können
(Fig. 1). Das zweite Eingabegerät 56 dient im Normalbetrieb
zur Regelung eines Radio-Kassettensystems und ist in einem
nicht näher dargestellten Lenkrad des Kraftfahrzeugs inte
griert. Im Notfahrprogramm, d. h. bei ausgefallenem ersten Ein
gabegerät 54, wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein Menü
bei der Eingabe der Eingabedaten R, N, D, P in das zweite Ein
gabegerät 56 geführt, und zwar visuell über ein Display des
Radio-Kassettensystems und wenn gewünscht, akustisch über
Lautsprecher 58 des Radio-Kassettensystems.
Neben einer Eingabe über Bedienelemente des ersten und des
zweiten Eingabegeräts 54, 56 können zudem die Eingabedaten R,
N, D, P akustisch in die Eingabeeinheit 18 eingegeben werden,
und zwar über ein Mikrophon 86 einer Freisprechanlage einer
Mobiltelefonanlage. Die akustischen Daten werden über ein
Spracherkennungsmodul 88 in ein für die Eingabeeinheit 18 bzw.
für die Steuergeräte 10, 12 verwertbares Format gewandelt. Die
Aufnahmebereitschaft der Eingabeeinheit 18 kann über eine Ta
ste am Lenkrad und über ein vom Fahrer wählbares akustisches
Codewort aktiviert werden.
Informationen zum Automatikgetriebe 28 werden über ein Display
ausgegeben, wie beispielsweise die gewählte Fahrstellung. Fer
ner werden einzelne Informationen akustisch über die Lautspre
cher 58 ausgegeben, und zwar wird der Fahrer beim Abstellen
des Kraftfahrzeugs darauf hingewiesen, die Fahrstellung P ein
zulegen. Vorteilhaft kann der Fahrer die Sprachausgabe auch
deaktivieren.
Über daß Steuergerät 72 und über das Datennetz 32 sind die
Steuergeräte 10, 12 mit einem nicht näher dargestellten Fah
rerassistenzsystem verbunden. Ist das Fahrerassistenzsystem
aktiviert, betätigt beim Abstellen des Kraftfahrzeugs der
zweite Aktuator 36, 38, 40 automatisch die Parksperre 42, 44,
46 und löst diese bei einem erkannten Startwunsch.
Figr. 10 zeigt in einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel einen
zweiten Aktuator 100 zum Betätigen einer Parksperre 110. Bei
dieser Parksperre 110 ist ein Parksperrenrad 120 mittels einer
Parksperrenklinke 130 festlegbar.
Claims (30)
1. Schaltvorrichtung mit einer Eingabeeinheit zur Aufnahme von
Eingabedaten, die über zumindest eine Datenleitung mit einem
ersten Steuergerät verbunden ist, über das eine Aktuatorein
heit zur Einstellung eines Getriebes steuerbar ist, insbeson
dere eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, und mit
zumindest einem vom ersten Steuergerät unabhängigen zweiten
Steuergerät,
dadurch gekennzeichnet,
daß neben dem ersten Steuergerät (10) das zweite Steuergerät
(12) über zumindest eine Datenleitung (14, 16) mit der Eingabe
einheit (18) verbunden ist und bei einem Störfall des ersten
Steuergeräts (10) die Aktuatoreinheit (20) mit dem zweiten
Steuergerät (12) zumindest teilweise entsprechend dem ersten
Steuergerät (10) steuerbar ist.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Steuergerät (12) zumindest teilweise dieselben
Eingangsdaten (R, N, D, P, FD) aufnimmt wie das erste Steuerge
rät (10) und zumindest teilweise dieselbe Auswertung durchführt
und zur Überwachung des ersten Steuergeräts (10) eingesetzt
ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Störfall bei einer unzulässigen Abweichung von ei
ner ausgewerteten Ausgangsgröße des ersten Steuergeräts (10)
und einer ausgewerteten Ausgangsgröße des zweiten Steuergeräts
(12) das zweite Steuergerät (12) das erste Steuergerät (10) de
aktiviert und zumindest teilweise die Funktion des ersten Steu
ergeräts (10) übernimmt.
4. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuergeräte (10, 12) jeweils über Tristate-Leitungen
(22, 24, 26) mit der Aktuatoreinheit (20) verbunden sind.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tristate-Leitungen (22, 24, 26) der Steuergeräte (10,
12) untereinander verbunden sind und das zweite Steuergerät
(12) im Störfall zumindest eine Tristate-Leitung (22, 24, 26)
kurzschließt und dadurch das erste Steuergerät (10) über eine
Strombegrenzungseinheit deaktiviert.
6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aktuatoreinheit (20) im Störfall in einem deaktivier
ten Zustand der Steuergeräte (10, 12) eine Stellung einnimmt
oder beibehält, in der ein Kraftfluß zwischen dem Getriebe
(28) und einer Brennkraftmaschine (30) unterbrochen ist.
7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuergeräte (10, 12) mit einem Datennetz (32) des
Kraftfahrzeugs verbunden sind.
8. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eines der beiden Steuergeräte (10, 12) neben den
Steuerfunktionen des Getriebes (28) zumindest zu einer weite
ren Steuerfunktion nutzbar ist.
9. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder
nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aktuatoreinheit (20) zumindest einen ersten Aktuator
(34) und einen vom ersten Aktuator (34) unabhängigen zweiten
Aktuator (36, 38, 40) aufweist, wobei im Normalbetrieb der er
ste Aktuator (34) zur Einstellung einer Fahrstellung (R, D)
und einer Leerlaufstellung (N) am Getriebe (28) und der zweite
Aktuator (36, 38, 40) in einer Parkstellung (P) des Getriebes
(28) zur Betätigung einer Parksperre (42, 44, 46) eingesetzt
ist.
10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Aktuator (34) in einem Getriebegehäuse (48) an
geordnet ist.
11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Aktuator (34) direkt auf einen Hydraulikschieber
(52) wirkt.
12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Aktuator (36) in einem Getriebegehäuse (48) an
geordnet ist.
13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Aktuator (38, 40) außerhalb einem Getriebege
häuse (48) angeordnet ist und mit dem zweiten Aktuator (38,
40) eine Feststellbremse betätigbar ist.
14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Parksperre (44, 46) und die Feststellbremse einstückig
ausgeführt sind.
15. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Parksperre (44, 46) erst unterhalb einer bestimmten
Fahrgeschwindigkeit selbsthemmend ist.
16. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß über den zweiten Aktuator (38, 40) eine Bremseinheit zur
Verzögerung des Kraftfahrzeugs aus größeren Geschwindigkeiten
betätigbar ist.
17. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Störfall des ersten Aktuators (34) das Getriebe
(28) zumindest begrenzt über den zweiten Aktuator (36) ver
stellbar ist.
18. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Eingabeeinheit (18) zumindest ein erstes Eingabegerät
(54) und ein vom ersten Eingabegerät (54) unabhängiges zweites
Eingabegerät (56) aufweist und in einem Störfall beim ersten
Eingabegeräts (54) zumindest teilweise für das erste Eingabe
gerät (54) vorgesehene Eingabedaten (R, N, D, P) über das
zweite Eingabegerät (56) eingebbar sind.
19. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Eingabegerät (56) im Normalbetrieb eine vom er
sten Eingabegerät (54) abweichende Funktion besitzt.
20. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Eingabegerät (56) in einem Lenkrad des Kraft
fahrzeugs integriert ist.
21. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Eingabeeinheit (18) Eingabedaten (R, N, D, P)
akustisch eingebbar sind.
22. Schaltvorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit einer Taste und/oder mit einem speziellen akustischen
Begriff die Aufnahmebereitschaft der Eingabeeinheit (18) akti
vierbar ist.
23. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Informationen zum Getriebe (28) akustisch über Lautspre
cher (58) ausgebbar sind.
24. Schaltvorrichtung nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lautsprecher (58) einstückig mit Lautsprechern eines
weiteren Systems ausgeführt sind.
25. Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Steuergerät (10, 12) mit einem Fahrerassi
stenzsystem verbunden ist.
26. Schaltvorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Abstellen des Kraftfahrzeugs die Aktuatoreinheit (18)
automatisch eine Parksperre (42, 44, 46) schließt.
27. Schaltvorrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem erkannten Startwunsch die Aktuatoreinheit (18)
automatisch die Parksperre (42, 44, 46) löst.
28. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem gewünschten Stillstand des Kraftfahrzeugs die
Aktuatoreinheit (18) einen Kraftfluß zwischen dem Getriebe
(28) und einer Brennkraftmaschine (30) unterbricht.
29. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem drohenden Aufprall des Kraftfahrzeugs auf einen
Gegenstand das Steuergerät (10, 12) und/oder das Fahrerassi
stenzsystem in die Fahrzeugsteuerung eingreifen und dem Auf
prall entgegenwirken.
30. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs in ungewünschter
Richtung die Aktuatoreinheit (36, 38, 40) über eine Parksperre
(42, 44, 46) die Bewegung verhindert.
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