DE4127991C2 - Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem durch einen Handwählhebel schaltbaren Parksperrenmechanismus. Dieser Mechanismus besteht aus einer verschiebbaren Betätigungsstange, die in eine geschlossene und eine offene Parksperrenposition überführbar ist. Die Betätigungsstange wirkt mit einer Parkklinke und einem Parkzahnrad zusammen.

Aus der US 4,892,014 ist eine Schalteinrichtung für ein automatisches Fahrzeuggetriebe bekannt geworden, bei der die Betätigungseinrichtung für eine Parksperre mit einem Zahnrad und einer Sperrklinke elektromotorisch angetrieben wird.

In der US 2,151,714 wird die Verwendung eines druckmittelbetätigten Kolbens zur Betätigung einer Sperrklinke gegen Federkraft gezeigt, die auf ein Zahnrad innerhalb eines automatischen Getriebes wirkt, allerdings zum Zwecke der Drehrichtungsumkehr des Abtriebs.

Aus der DE 35 37 091 C1 ist eine Parksperre bekannt, bei der eine Betätigungsstange über eine Schiebehülse und eine Parkklinke mit einem Parkzahnrad auf der Ausgangswelle des Getriebes zusammenwirkt. Die Betätigungsstange ist dabei mit dem Handwählhebel mechanisch über reine Hebelverbindungen in Zusammenwirkung, wobei durch eine Öffnung im Getriebe die Verbindung der mechanischen Bauelemente stattfindet. Hierdurch ergibt sich ein relativ hohes Geräuschniveau und insbesondere eine Übertragung von Schwingungen zwischen Getrieben und Karosserie.

Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von einem Stand der Technik, wie ihn die vorstehend erwähnte DE 35 37 091 C1 offenbart, die Aufgabe zugrunde, eine Parksperre bereitzustellen, durch welche eine wesentliche Reduzierung des Geräuschniveaus sichergestellt wird. Dabei soll zusätzlich die Möglichkeit aufrechterhalten werden, die Parksperre auch bei stehendem Motor zumindest über einen begrenzten Zeitraum zu betätigen.

Diese Aufgabe wird bei einer ersten erfindungsgemäßen Parksperre mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Betätigungsstange gleichzeitig die Kolbenstange eines einfach wirkenden Zylinders ist. Dieser Zylinder ist im Inneren des Getriebegehäuses angeordnet. Der Zylinder hält in drucklosem Zustand die Betätigungsstange in ihrer vorgeschobenen Position, das heißt, die Parksperre ist über eine Feder geschlossen. Bei Beaufschlagung mit Druckmedium wird die Parksperre geöffnet. Dadurch, daß hierdurch alle mechanischen Betätigungsbauteile der Parksperre innerhalb des Getriebegehäuses sind, wodurch keine aus dem Getriebegehäuse herausragenden mechanischen Verbindungsteile vorhanden sind, wird eine Übertragung von Schwingungen zwischen Getriebe und Karosserie und somit ein hohes Geräuschniveau optimal vermieden.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann der die Betätigungsstange verschiebende Zylinder ein elektropneumatisch oder elektrohydraulisch betätigbarer Zylinder sein. Dabei ist die Lösung mit der elektrohydraulischen Betätigung des Zylinders im Falle von Automatgetrieben von großem Vorteil, da bei diesen bereits eine hydraulische Druckversorgung vorhanden ist.

Des weiteren ist von Vorteil, daß zum Öffnen der Parksperre bzw. zum Verschieben der Kolbenstange/ Betätigungsstange in die Position "Parksperre offen" ein mit dem Handwählhebel schließbarer Wählhebelkontakt vorgesehen ist, über den ein die Druckmittelzufuhr zum Zylinder öffnendes Magnetventil betätigt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß durch eine einfache elektrische Kabelverbindung zwischen Wählhebel und Betätigungselement (Betätigungsstange) keine mechanischen Verbindungen vorhanden sind, wodurch sehr einfache Geräuschdämpfungsmaßnahmen getroffen werden können.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die elektrische/elektronische Betätigung der Sperre eine Absicherung vorhanden ist, so daß Fehlbedienungen praktisch ausgeschlossen sind.

Wie bereits vorerwähnt, weist die elektrohydraulische Betätigung des Zylinders den Vorteil auf, daß die hydraulische Druckmittelversorgung von der hydraulischen Getriebesteuerung erfolgen kann, und zwar in vorteilhafter Weise über ein Absperr- oder Rückschlagventil, das vom Zuführdruck beaufschlagt wird und bei Unterschreitung eines bestimmten Systemdrucks in Sperrstellung schaltet. Somit ist bei ausreichender hydraulischer Druckversorgung, das heißt wenn der Motor des Fahrzeuges eingeschaltet ist, das Absperrventil auf Durchlaß geschaltet. Bei Ausrücken des Handwählhebels aus der Parksperrposition in eine der anderen Schaltpositionen, wodurch das Magnetventil eingeschaltet ist, fließt das Druckmittel über das Absperrventil und das Magnetventil in den einfachwirkenden Zylinder und verschiebt den Kolben entgegen der Federkraft, wodurch die Betätigungsstange in die Position "Parksperre offen" bewegt wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist zum Offenhalten der Parksperre für einen begrenzten Zeitraum bei stehendem Motor zwischen dem Absperrventil und dem Magnetventil ein Druckmittelspeicher vorgesehen. Dieser Druckmittelspeicher ermöglicht, auch bei stehendem Motor, also ohne Druckversorgung von der hydraulischen Getriebesteuerung, über das eingeschaltete Magnetventil (zum Beispiel Position 0 des Wählhebels) den Zylinder mit Druck zu beaufschlagen, so daß die Parksperre zumindest für einen infolge von Leckage begrenzten Zeitraum geöffnet bleibt. Hierdurch kann das Fahrzeug auch bei stehendem Motor durch die zeitbegrenzt geöffnete Parksperre nach Bedarf rangiert oder beispielsweise durch eine Waschanlage gefahren werden. Das Absperr- bzw. Rückschlagventil schließt infolge mangelnden ausreichenden Drucks von der hydraulischen Druckversorgung bei Unterschreitung eines bestimmten, für die Betätigung des Parksperrenzylinders notwendigen Drucks (Ausschalten des Motors) und verhindert ein Abfließen des Druckmittels aus dem Speicher.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Betätigungsstange über eine mechanische bistabile Kippstufe durch einen Zylinder betätigbar ist. Die Kippstufe stellt ein mechanisches Flip-Flop dar, das nach dem Prinzip des Kugelschreiber-Mechanismus arbeitet. Die Betätigungsstange wird in den Stellungen "geschlossen" und "offen" festgehalten. Der große Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß Druckmedium (Hydraulikflüssigkeit, Druckluft) nur für eine Änderung der Parksperrenposition benötigt wird. Somit entfällt ein zusätzliches Absperrventil. Auf den Speicher kann ebenfalls verzichtet werden. Elektrischer Strom fließt nur für den kurzen Betätigungszeitraum.

Nachfolgend wird die Erfindung zweier Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Systembild einer ersten erfindungsgemäßen Parksperre und

Fig. 2 das Systembild einer zweiten erfindungsgemäßen Parksperre.

Die Fig. 1 zeigt in einem Systembild eine erste elektrohydraulisch betätigte Parksperre. Diese besteht im wesentlichen aus einem einfachwirkenden hydraulischen Betätigungszylinder 1, mit einem Kolben 2, der in drucklosem Zustand über eine Druckfeder 3 in seiner rechten Position gehalten wird. Dabei kann die Druckfeder 3, je nach Bedarf, entweder, wie dargestellt, außerhalb des Zylinders auf der Kolbenstange 4 oder innerhalb des Zylinders auf der im Bild linken Stirnseite des Kolbens 2 angeordnet sein. Die Druckfeder hält in drucklosem Zustand des Zylinders die Kolbenstange herausgeschoben (Parksperre geschlossen).

Die Kolbenstange 4 ist gleichzeitig die Betätigungsstange des Parksperrenmechanismus, die mit einer nicht dargestellten Schiebehülse, einer Parkklinke und einem auf der Ausgangswelle des Getriebes angeordneten Parkzahnrad zusammenwirkt. Das mit der Schiebehülse zusammenwirkende Ende der Betätigungsstange 4 ist je nach Druckbeaufschlagung des Betätigungszylinders in der Position "Parksperre offen" 5 oder in Position "Parksperre geschlossen" 6 verschoben. In drucklosem Zustand des hydraulischen Betätigungszylinders ist die Parksperre folglich über die Druckfeder 3 geschlossen.

Die Druckbeaufschlagung des Betätigungszylinders geschieht über die Druckleitung 7, die über ein Magnetventil 8 gespeist wird.

Das Magnetventil 8 wird gesteuert über elektrische Leitungen 9 und 10, die von einer Stromquelle 11 gespeist werden, mit Hilfe eines Wählhebelkontaktes 12 und ein diesen Kontakt schließenden und/oder öffnenden Wählhebel 13. In der Position P (Parksperre geschlossen) ist der Wählhebelkontakt 12 durch den Handwählhebel 13 geöffnet, so daß das Magnetventil in spannungslosem Zustand gehalten und somit durch dieses kein Druckmittel fließen kann. Das im Zylinder befindliche Druckmittel fließt über die Ölleitung 7 in einen Ölsumpf 14 ab. In jeder anderen Position des Wählhebels, zum Beispiel R, N, D, III, II oder I, gibt der Wählhebel 13 den Wählhebelkontakt 12 frei, wodurch dieser schließt und das Magnetventil betätigt. Hierdurch fließt Druckmittel in den hydraulischen Betätigungszylinder und verschiebt den Kolben 2 nach links, wodurch die Betätigungsstange 4 in die Position "Parksperre offen" 5 geschoben wird und die Parksperre öffnet.

Das Druckmittel gelangt in den Betätigungszylinder 1 über die Leitungen 7, das Magnetventil 8 und eine Druckleitung 17, die über ein Absperrventil 18 mit der hydraulischen Druckversorgung 20 von der hydraulischen Getriebesteuerung, mit Pumpe 22 und diversen Verbrauchern, gespeist wird. Das Absperrventil 18 wird dabei über die Leitung 19 vom Zuführdruck der hydraulischen Druckversorgung beaufschlagt und schaltet bei Unterschreitung eines bestimmten Systemdrucks (bei Abschalten des Motors) in Sperrstellung.

Zwischen Magnetventil 8 und Absperrventil 18 ist in der Leitung 17 ein Druckmittelspeicher 21 angeordnet. Dieser Speicher ermöglicht, für einen begrenzten Zeitraum, die Parksperre offen zu halten, falls bei stehendem Motor keine Druckversorgung mehr besteht. Dies ist insbesondere im Falle der Benutzung einer Waschanlage oder bei beabsichtigten Manövriertätigkeiten bei abgeschaltetem Motor sehr nützlich.

Dadurch, daß das Absperrventil 18 bei abgeschaltetem Motor, also bei Unterschreitung eines bestimmten Systemdruckes, in Sperrstellung schaltet, ist der Speicher 21 von der hydraulischen Getriebesteuerung abgetrennt. Das gespeicherte Ölvolumen wird somit nicht durch Leckagen in der Getriebesteuerung verbraucht, sondern steht zur Betätigung des Parksperrenzylinders zur Verfügung.

Diese erfindungsgemäße Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen funktioniert folgendermaßen:

Wird über den Wählhebel 13 ein bestimmter Gang, beispielsweise der erste Gang oder der Rückwärtsgang (I oder R) angewählt, dann wird der Wählhebelkontakt 12 geschlossen, wodurch das Magnetventil mit dem von der Stromquelle 11 über die beiden elektrischen Leitungen 9 und 10 kommenden Strom geschaltet wird. Bei laufendem Motor wird ein entsprechender Öldruck aufgebaut, so daß über die Leitung 19 das Absperrventil 18 geöffnet wird und über die Leitung 17, das geschaltete Magnetventil 8 und die Leitung 7 das Druckmittel die rechte Seite des hydraulischen Betätigungszylinder 1 beaufschlagt, wodurch der Kolben 2 entgegen der Kraft der Druckfeder 3 mitsamt seiner Kolben-/Betätigungsstange 4 nach links verschoben wird. Dabei wird das Betätigungsstangen-Ende aus der Position "Parksperre geschlossen" 6 in die Position "Parksperre geöffnet" 5 verschoben, wodurch der Parksperrenmechanismus betätigt und die Parksperre geöffnet wird. Das Fahrzeug kann folglich bei Bedarf bewegt werden.

Nach Betätigung des hydraulischen Betätigungszylinders 1 wird der Speicher 21 mit Druckmittel aufgefüllt.

Wird der Motor abgestellt, dann fällt der Druck von der hydraulischen Druckversorgung 20, wodurch das Absperrventil 18 abschaltet. Hierdurch wird vermieden, daß das Druckmittel aus den Ölversorgungsleitungen 7 und 17 und aus dem Speicher 21 abfließt. Gleich nach Abschalten des Motors ist folglich die Parksperre noch für einen begrenzten Zeitraum offen, wodurch das Fahrzeug bewegt werden kann, wenn der Wählhebel 13 nicht in die Parksperrenposition P verschoben wird. Durch das Anwählen der Position P/ Parksperre wird das Magnetventil 8 betätigt bzw. abgeschaltet. Hierdurch wird der hydraulische Betätigungszylinder 1 in drucklosen Zustand versetzt und die Parksperre über die Druckfeder 3 geschlossen.

Die Fig. 2 zeigt ein Systembild einer zweiten elektrohydraulisch betätigten Parksperre. Bei diesem Systembild werden für Bauteile, die prinzipiell mit der Anordnung nach Fig. 1 übereinstimmen, gleiche Bezugsziffern verwendet.

Zwischen dem Betätigungszylinder 1 mit seinem Kolben 2 und seiner Kolbenstange 30 und der Betätigungsstange 4 ist eine mechanische bistabile Kippstufe 23 eingeschaltet. Diese Kippstufe 23 stellt ein mechanisches Flip-Flop dar, das nach dem Prinzip der Betätigung eines Kugelschreibers arbeitet.

Die Pumpe 22 fördert Hydraulikflüssigkeit über das 2/2-Wegeventil 8 und die Leitung 7 in den Kolbenraum des Zylinders 1, sofern das Wegeventil 8 in seine rechte Schaltposition geschaltet ist.

Der Kolben 2 wird in Betätigungsrichtung auf die mechanische bistabile Kippstufe 23 hin bewegt, welche die Betätigungsstange 4 in den Stellungen "betätigt" (geschlossen) bzw. "unbetätigt" (offen) festhält. Der Vorteil dieser Anordnung besteht vor allem darin, daß Druckmedium lediglich für eine Änderung der Parksperrenposition benötigt wird. Über einen an der Betätigungsstange 4 vorgesehenen Schaltnocken 29 wird ein Positionsschalter 28 betätigt. Über elektrische Leitungen 26 und 27 steht der Positionsschalter 28 mit einer Betätigungslogik 31 in Verbindung. Über den Positionsschalter 28 kann die aktuelle Parksperrenposition ermittelt werden. Falls eine Abweichung der Soll-Parksperrenposition (Signal vom Getriebewählhebel) gegenüber der Ist-Position von der Betätigungslogik 31 festgestellt wird, wird für eine festgelegte Zeit das Magnetventil 8 betätigt.

Auf den Positionsschalter 28 kann verzichtet werden, wenn die Betätigungslogik 31 über ein Speicherelement verfügt, welches es auch ohne Versorgungsspannung gestattet, den letztgültigen Parksperrenzustand festzuhalten.

Die vorstehend beschriebene Lösung benötigt kein zusätzliches Absperrventil und keinen Druckmittelspeicher. Elektrischer Strom fließt nur für den kurzen Zeitraum der Betätigung. Für den Fall, daß kein Druckmedium zur Verfügung steht, ändert sich der Betätigungszustand der Parksperre nicht.

Es ist selbstverständlich möglich, die Anordnung nach Fig. 1 mit einer Betätigungslogik 31, wie sie im Zusammenhang mit der Ausbildung nach Fig. 2 erläutert wurde, zu kombinieren. Durch die elektronische Betätigung der Parksperre ist auch hier eine Absicherung vorhanden, die Fehlbedienungen ausschließt.

Claims (9)

1. Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem durch einen Handwählhebel (13) schaltbaren Parksperrenmechanismus, bestehend aus einer im wesentlichen axial in eine geschlossene und eine offene Parksperrenposition verschiebbare Betätigungsstange (4), die mit einer Parkklinke und einem Parkzahnrad zusammenwirkt und die im Getriebegehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (4) gleichzeitig die Kolbenstange eines ebenfalls im Inneren des Getriebegehäuses angeordneten, einfach wirkenden Zylinders (1) ist, der in drucklosem Zustand die Betätigungsstange (4) vorgeschoben, also die Parksperre über eine Feder (3) geschlossen hält und bei Druckbeaufschlagung diese öffnet.

2. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszylinder (1) ein elektrohydraulisch betätigter Zylinder ist.

3. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszylinder (1) ein elektropneumatisch betätigter Zylinder ist.

4. Parksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Öffnen der Parksperre bzw. zum Verschieben der Kolben-/ Betätigungsstange (4) in die Position "Parksperre offen" (5) ein mit dem Handwählhebel (13) schließbarer Wählhebelkontakt (12) vorgesehen ist, über den ein die Druckmittelzufuhr zum Zylinder (1) öffnendes Magnetventil (8) geschaltet wird.

5. Parksperre nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei elektrohydraulischer Betätigung des Betätigungszylinders (1) die hydraulische Druckmittelversorgung des Betätigungszylinders von der hydraulischen Getriebesteuerung erfolgt, wobei ein Absperr-/ Rückschlagventil (18) vorgesehen ist, das vom Zuführdruck beaufschlagt wird und bei Unterschreitung eines bestimmten Systemdrucks in Sperrstellung schaltet (schließt).

6. Parksperre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Offenhalten der Parksperre für einen begrenzten Zeitraum bei stehendem Motor zwischen Absperrventil (18) und Magnetventil (8) ein Druckmittelspeicher (21) vorgesehen ist.

7. Parksperre für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem durch einen Handwählhebel schaltbaren Parksperrenmechanismus, bestehend aus einer in eine geschlossene und eine offene Parksperrenposition verschiebbaren Betätigungsstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (4) über eine mechanische bistabile Kippstufe (23) durch einen Zylinder (1) betätigbar ist.

8. Parksperre nach den Ansprüchen 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckmittelleitung (7), die von einer Pumpe (22) zum Zylinder (1) führt, ausschließlich ein Magnetventil (8) liegt, dessen elektrische Leitungen (9, 10) mit einer Betätigungslogik (31) verbunden sind.

9. Parksperre nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungslogik (31) über elektrische Leitungen (24 und 25) mit dem Wählhebelkontakt (12) und über weitere elektrische Leitungen (26, 27) mit einem Positionsschalter (28) der Betätigungsstange (4) in Verbindung stehen.