EP1537347A1 - Driving gear selector device for an automatic transmission of a motor vehicle - Google Patents

Driving gear selector device for an automatic transmission of a motor vehicle

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Publication number
EP1537347A1
EP1537347A1 EP03794900A EP03794900A EP1537347A1 EP 1537347 A1 EP1537347 A1 EP 1537347A1 EP 03794900 A EP03794900 A EP 03794900A EP 03794900 A EP03794900 A EP 03794900A EP 1537347 A1 EP1537347 A1 EP 1537347A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
emergency
selection device
output element
gear
gear selection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03794900A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Burgbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1537347A1 publication Critical patent/EP1537347A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3491—Emergency release or engagement of parking locks or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/08—Range selector apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326—Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19251—Control mechanism

Definitions

  • Gear selection device for an automatic transmission of a motor vehicle
  • the invention relates to a gear selection device for an automatic transmission of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 43 04 250 Cl describes a drive stage selection device for an automatic motor vehicle transmission for preselecting different drive stages ("P", "R”, “N” and “D"), in which an actuating element in the form of a selector shaft is used in normal operation one - actuator can be adjusted in the form of an electric motor.
  • a parking lock is engaged in the “P u ” gear step, thus securing the motor vehicle against rolling away.
  • the actuator is operatively connected to the actuating element via a drive element in the form of a crank and an output element in the form of a rocker arm.
  • the drive element is connected to the output element by means of a coupling.
  • the coupling can only transmit forces or torques that are less than a force or torque limit. If the limit value is exceeded, the coupling is pushed together or pulled apart, so that the output element is decoupled from the actuator.
  • the gear selection device has an emergency actuation device in the form of a manually operated unlocking lever, with which the gear selection device can be actuated in the event of a fault, for example failure of the actuator or an energy source in the form of a vehicle battery.
  • the emergency actuation device When the emergency actuation device is used, the force or torque limit value is exceeded and so regardless of the Position of the actuator, a position which corresponds to the gear stage "N", is set via the output element.
  • the output element executes a relative movement with respect to the drive element. After an emergency actuation, the output element is decoupled from the drive element be restored.
  • the gear selection device after an emergency operation and subsequent correction of the error which is the Emergency operation
  • the gear selection device after an emergency operation and subsequent correction of the error which is the Emergency operation
  • the automatic transmission can be designed as a planetary gear, a continuously variable transmission or as an automated manual transmission with single or double clutch.
  • the actuator is controlled by a control device and can be designed as an electrical, • hydraulic or pneumatic actuator.
  • the actuator is in drive connection with the actuating element via the drive element and the output element.
  • the actuating element can be designed, for example, as a selector slide of the automatic transmission, by means of which different switching positions can be set in a hydraulic control, or as a parking lock actuating element, for example in the form of a parking lock cone. If the emergency actuation device is designed accordingly, any speed step of the automatic transmission or any position of the parking lock can be set in the event of a fault. Likewise, the emergency actuation device can be designed so that only a certain speed level or position of the parking lock can be set in the event of a fault.
  • the gear selection device has two actuation directions, one actuation direction being in the position “P” in which the parking lock is engaged and the second actuation direction is oriented away from “P”.
  • the position "P" is designed as an end position of the gear selector.
  • the force or torque limit values for the two actuation directions are different in each case and the force or torque limit value in one actuation direction is greater than the maximum force or the maximum torque which can be applied by means of the emergency actuation device.
  • only one movement direction is only one movement direction.
  • the connection between the drive element and the driven element is thus comparable in operation to a ratchet known per se.
  • the connection mentioned can also be designed such that a direction of movement is blocked independently of an actuating force or an actuating torque.
  • only the drive step “P w can be engaged by means of the emergency actuation device. Since the opposite direction of movement is blocked, "P" can no longer be left after being inserted once using the emergency operating device.
  • the motor vehicle is thus secured against rolling away by means of the parking lock. This ensures effective theft protection for the motor vehicle. Coupling ensures particularly safe operation the parking lock with an ignition lock of the motor vehicle, an ignition key can only be removed if the parking lock has been inserted with the actuator during normal operation or with the emergency actuation device in the event of a fault.
  • the gear selection device has an emergency unlocking device, by means of which the gear "P" and thus also the parking lock can be disengaged.
  • the emergency unlocking device can exert a greater force or a greater torque than the emergency actuation device and the one necessary for disengaging "P" Exceed force or torque limit. This enables the emergency unlocking device to initiate a movement out of gear "P". For example, gear "N” can be engaged and the parking lock can thus be disengaged. This makes it possible to tow the motor vehicle in the event of a fault.
  • the emergency release device is in particular arranged at a distance from the emergency actuation device and can be actuated, for example, only with the aid of a special tool.
  • the emergency release device can also be secured by means of a locking device. In addition to the possibility of towing the motor vehicle, this also ensures protection against theft.
  • the emergency actuation device and / or the emergency release device can be actuated by a vehicle driver who is in a place provided for him.
  • the driver of the vehicle can thus secure the motor vehicle from the driver's seat with the parking lock and can also unlock it, for example for towing, from the driver's seat. This means that he does not have to leave the unsecured motor vehicle in the event of a fault, so the risk of the motor vehicle starting to move in an uncontrolled manner and endangering the driver or other road users is very low. This ensures safe operation of the motor vehicle.
  • the actuation of the emergency actuation device and / or the emergency release device can be coupled with the actuation of further devices of the motor vehicle, for example the actuation of a parking brake.
  • the emergency actuation device and / or the emergency unlocking device has an energy store, which can be triggered by the vehicle driver and / or by means of a trigger actuator. This makes operation particularly easy and convenient for the driver. In addition, it can be ensured in a simple and cost-effective manner that only one speed level can be set with the emergency actuation device or the emergency release device.
  • the emergency actuation device can advantageously direction is actuated and the parking lock is engaged when the driver removes the ignition key or opens a vehicle door.
  • the control device which controls the release actuator has, in particular via a second power source, for example a battery, in order 'to ensure operation also in case of failure of a power supply of the motor vehicle. This ensures particularly safe operation of the motor vehicle.
  • the energy store is designed as a pneumatic or hydraulic pressure store.
  • the pressure accumulator After the pressure accumulator has been triggered, it can be refilled by means of a pump, which in particular can also have other tasks, and thus be made ready for operation again.
  • This resetting of the pressure accumulator is independent of the other actuation of the gear selector. This means that the actuator and all other elements of the gear selector are not subjected to the reset.
  • the other elements of the gear selection device can be designed purely for the actuation elements. This enables a particularly cost-effective design of the gear selection device.
  • the energy store can be designed as a spring store, for example.
  • the drive element has a mainly circular inner contour and the driven element has a mainly circular outer contour.
  • the drive element at least partially surrounds the output element. This enables a compact design of the combination of the receiving and driven element, which requires little installation space.
  • the control device uses a position sensor to position the Output elements can be detected.
  • a measuring contour is arranged on the output element, which is in operative connection with the sensor.
  • the control device can thus measure the position of the actuating element, for example the selector slide or the parking lock actuating element, that is to say the effect achieved by the gear selector device. Since the drive element and the driven element are mainly circular, the position of the drive element with respect to the driven element is not important. The control of the actuator takes place solely on the basis of the position of the transmission element.
  • the drive element is made in one piece with an element of the actuator. This eliminates the otherwise necessary positive or non-positive coupling of the actuator to the drive element.
  • the gear selection device can thus be constructed with a few components, which means that only a small installation space is required and simple and inexpensive installation is made possible.
  • the actuator can be designed, for example, as an electrical transverse flux machine.
  • Fig. 5 shows an emergency operating device with a
  • Fig. 6 shows an emergency operating device with a pneumatic pressure accumulator.
  • the 1 has a selector lever 11, by means of which a vehicle driver can set the driving stages "P", “R”, “N” and “D” of an automatic transmission (not shown) of a motor vehicle.
  • the speed levels can be set sequentially in the order mentioned.
  • the selector lever 11 is in signal connection with a control device 12, which controls an actuator in the form of an electric motor 13 in accordance with the position of the selector lever 11.
  • the electric motor 13 drives a worm wheel 17 via an output shaft 14, bevel gears 15 and an intermediate shaft 16.
  • the worm wheel 17 engages in a worm toothing (not shown) of a drive element 18 and can thus transmit the movements of the output shaft 14 of the electric motor 13 to the drive element 18.
  • the drive element 18 has an essentially annular basic shape. On a cylindrical outer contour 19, the drive element 18 has the worm toothing mentioned, which is indicated by a broken circle 20. On a circular, cylindrical shaped inner contour 21, the drive element 18 has an internal toothing 22, in which, as shown in FIG. 1, a locking pin 23 engages.
  • the locking pin 23 has a cylindrical base body 24 and a tooth 26 arranged on an end face 25 of the cylindrical base body 24.
  • the tooth 26 has two flanks 27 and 28 which have different angles of inclination ⁇ and ⁇ with respect to the end face 25.
  • the internal toothing 22 of the drive element 18 is designed in accordance with this angle of inclination ⁇ , ⁇ .
  • the locking pin 23 is arranged in a cylindrical recess 29 of an output element 30, which is partially enclosed by the drive element 18.
  • the locking pin 23 is acted on a bottom surface 31 by a spring 32 with a force which presses the locking pin 23 with the tooth 25 into the internal toothing 22 of the drive element 18.
  • a drive connection is thus established between the drive element 18 and the driven element 30.
  • the output element 30 also rotates in normal operation of the gear selector 10.
  • a force or torque limit value can be defined for each direction of movement, which limit values or forces transmitted between the drive element 18 and the output element 30 cannot exceed. If the limit value is exceeded, the locking pin 23 is pressed into the recess 29 by a force opposite to the force of the spring 32 and the drive element 18 and the driven element 30 can rotate independently of one another. The force that presses the locking pin 23 into the recess 29 is greater, the greater the angle of inclination ⁇ , ⁇ of the flanks 27, 28 relative to the end face 25 of the locking pin 23.
  • the angle of inclination ⁇ of the flank 27 is smaller than that The angle of inclination ⁇ of the flank 28 can transmit a greater force in a counterclockwise actuation direction than in a clockwise actuation direction.
  • the angle ⁇ is chosen so that the locking pin 23 is never fully pressed into the recess 29 in a counterclockwise direction of movement.
  • the angle of inclination ⁇ can be, for example, in a range from 100 ° to 105 °, in particular 102.2 °, and the angle of inclination ⁇ in a range from 136 ° to 142 °, in particular 139 °.
  • the output element 30 has a cylindrical base body 33 with a total of three recesses 29, in each of which a spring 32 and a locking pin 23 are arranged.
  • the base body 33 is largely enclosed by the drive element 18.
  • three fastening eyes 34, 35, 36 are arranged distributed around the circumference.
  • a measuring contour 37 is attached to the non-enclosed part.
  • the driven element 30 is connected to a parking lock cone 38 via the fastening eye 34.
  • a parking lock not shown, is inserted, thus securing the motor vehicle against rolling away.
  • the driven element 30 is connected to a selector slide 39 of the automatic transmission. Different switching positions can be set in a hydraulic control by means of the selector slide 39. In the position of the selector slide shown, the shift position “P u in the automatic transmission is set.
  • the measuring contour 37 on the output element 30 actuates a position sensor 40, which is in signal connection with the control device 12.
  • the control device 12 thus detects the position of the output element 30 and thus also the position of the parking lock cone 38 and the selector slide 39 Adjustment of the parking lock cone 38 and the selector slide 39 are the task of the gear selector 10, so the result of the adjustment can be checked with the position sensor 40.
  • control device 12 controls the electric motor 13 so that the output element 30 and thus the parking lock cone 38 and the selector slide 39 assume a position corresponding to the position of the selector lever 11. All components of the Fahrgenpartyl coupled 10 previously mentioned are disposed within a not 'shown housing of the automatic transmission.
  • the output element 30 is firmly connected to an emergency actuation lever 41, which also rotates when the output element 30 rotates.
  • the emergency operating lever 41 is connected to an ignition lock 43 by means of a Bowden cable 42. This ensures that an ignition key (not shown) can only be removed from the ignition lock 43 when the emergency actuation lever 41 is in the position shown and thus the automatic transmission is in the position "P".
  • the parking lock is also engaged and the motor vehicle is against Rolled away secured.
  • a mechanical emergency actuation device 44 is arranged between the emergency actuation lever 41 and the ignition lock 43, through which the Bowden cable 42 is carried out.
  • the gear selection device 10 can be actuated by means of the emergency actuation device 44.
  • the emergency actuation device 44 has a stick 45 and a pulling iron 46.
  • the Bowden cable 42 is pulled in the direction of the ignition lock 43 by means of the pulling iron 46.
  • the emergency actuation lever 41 and the driven element 30 are thus rotated in the direction of the position “P”.
  • the actuation can be repeated until “P” is reached.
  • the force applied by the emergency actuation device 44 or the torque applied is greater than the force or torque limit value which can be transmitted between the drive element 18 and the output element 30.
  • the locking pin 23 is thus pressed into the recess 29 and the drive connection between the drive element 18 and the driven element 30 no longer exists.
  • the output element 30 can thus be rotated independently of the drive element 18.
  • the emergency actuation device 44 can be arranged in the interior of the motor vehicle and can be actuated by the vehicle driver from the driver's seat.
  • the stick 45 can be firmly connected to the emergency actuation device 44 or can only be inserted if necessary.
  • a rod can also be arranged between the emergency actuation lever and the ignition lock, which forces in the direction of the emergency actuation lever and in the direction of the ignition lock can transmit.
  • an appropriately designed emergency actuation device all speed levels can be engaged in the event of a fault.
  • the locking bolts can also be arranged in recesses in the drive element instead of in recesses in the output element.
  • FIG 5 shows an emergency actuation device 144 in a second embodiment. For reasons of clarity, only one output element 130 and one emergency actuation lever 141 are shown of the gear selection device. In the illustrated position of the emergency actuation lever 141, the gear selector is in the position "D", the position for forward travel.
  • the emergency operating lever 141 has a bore 151 through which a pull rod 152 is guided.
  • the pull rod 152 is enclosed in a partial area by a spring accumulator in the form of a coil spring 153.
  • the coil spring 153 is tensioned and is kept under tension by a trigger pin 154.
  • the trigger pin 154 can be moved by means of a trigger actuator in the form of an electromagnet 155, which is controlled by a control device 112.
  • the control device 11.2 is also in signal connection with a selector lever 111, an ignition lock 143 and a door sensor 156.
  • the door sensor 156 detects when a driver's door (not shown) of the motor vehicle is opened.
  • the electromagnet 155 is actuated when an ignition key (not shown) is removed from the ignition lock 143 or when the driver's door is opened so that the trigger pin 154 releases the coil spring 153 and the latter relaxes ,
  • the pull rod is used 152 the emergency actuation lever 141 and thus also the driven element 130 are moved into the position "P".
  • the parking lock is now engaged.
  • the force exerted by the coil spring 153 or the torque applied is greater than the force or torque limit value which lies between the Drive element and the output element is transferable.
  • the output element 130 and thus also the emergency actuation lever 141 can be rotated again by means of the actuator. If a position other than "P" is set again, the coil spring 153 is tensioned again and the trigger pin 154 can assume the position shown again. The emergency actuation device 144 is thus ready for operation again.
  • the driving step “N” can be engaged by means of an emergency unlocking device 157 and the parking lock can thus be released.
  • the emergency actuation lever 141 has a second bore
  • the pull rod 159 is partially enclosed by a second spring accumulator in the form of a second coil spring 160.
  • the coil spring 160 is tensioned and is held under tension by a second release pin 161.
  • the trigger pin 161 is connected to an unlocking lever 162 which can be actuated by the vehicle driver.
  • the unlocking lever 162 is actuated, the release pin releases the coil spring 160, which then relaxes.
  • the pull rod 159 the emergency actuation lever 141 is thus brought into the position “N” and so that the parking lock was released. The motor vehicle can thus be moved again.
  • the force applied by the coil spring 160 or the torque applied is greater than the force or torque limit value which can be transmitted between the drive element and the output element.
  • the emergency unlocking device 157 is reset in accordance with the reset of the emergency actuating device 144.
  • a signal for triggering the spring-loaded device can also be generated by the driver using a signal transmitter (not shown) or when another door of the motor vehicle is opened.
  • the control device 112 can be supplied with voltage by a second energy source, not shown, for example a second battery.
  • the driver can be shown by means of a display that the parking lock is engaged when the ignition key is removed or when the driver's door is opened.
  • the display can function, for example, without a voltage supply from the vehicle battery or with a voltage supply from the second energy source mentioned.
  • FIG. 6 shows an emergency actuation device 244 in a third embodiment. For reasons of clarity, only one output element 230 and one emergency actuation lever 241 are shown of the gear selection device. In the illustrated position of the emergency operating lever 241, the gear selector is in the position "D".
  • the emergency operating lever 241 has a bore 251 through which a pull rod 252 is guided.
  • the pull rod 252 is connected to a piston 271 of an actuating cylinder unit 272.
  • a pressure chamber 273 of the actuating cylinder unit 272 facing the emergency actuation lever 241 is by means of a compressed air line 274 connected to a pneumatic pressure accumulator 275. Air is stored in the pressure accumulator 275 under increased pressure.
  • the compressed air line 274 can be shut off by means of a valve 276 which is controlled by a control device 212.
  • the valve 276 serves as a trigger actuator.
  • the control device 212 is also in signal connection with a selector lever 211, an ignition lock 243 and a door sensor 256. In normal operation of the gear selection device, the valve 276 is closed and the pressure chamber 273 is thus separated from the pressure accumulator.
  • the valve 276 is opened when an ignition key (not shown) is removed from the ignition lock 243 or when the driver's door is opened, and the pressure chamber 273 is thus connected to the pressure accumulator 275.
  • the pressure in the pressure chamber 273 thus rises sharply and a force acts on the piston 271, which is directed away from the emergency actuation lever 241.
  • the piston 271 thus moves away from the emergency actuation lever 241 and, by means of the pull rod 252, rotates the emergency actuation lever 241 and thus also the output element 230 into the position “P”.
  • the force exerted by the pressure in the pressure chamber 273 or the torque applied is greater as the force or torque limit value that can be transmitted between the drive element and the output element.
  • the output element 230 and thus also the emergency actuation lever 241 can be rotated again by means of the actuator. If a position other than "P" is set again, the piston 252 is brought back into the position shown.
  • the pressure accumulator 275 is filled again by means of a pump 277, which is controlled by the control device 212.
  • the emergency actuation device 244 is thus ready for operation again .
  • the pressure accumulator can also be designed as a hydraulic pressure accumulator. This does not change the mode of operation of the emergency actuation device.
  • the gear selection device and the automatic transmission can be controlled by a common or two separate control devices.
  • Parts of the gear selection device such as the actuator, can also be arranged outside the housing of the automatic transmission.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Abstract

The invention relates to a driving gear selector device (10) for an automatic transmission of a motor vehicle. During normal operation, driving gears selected using a lever (11) are set by means of an actuator (electric motor (13)), drive element (18), output element (30) and an actuating element (selector slide (39)). In addition, a parking brake is applied by means of the output element (30). If a malfunction occurs, an emergency actuating device enables at least one position "P" of the selector device (10) to be set, thus applying the parking brake. A moment of force or torque threshold value of the drive connection between the drive element (18) and the output element (30) is exceeded in this case, enabling both elements to be displaced independently of one another. The aim of the invention is to provide a driving gear selector device (10) that is easy to use. To achieve this, directly after an emergency actuation of the driving gear selector device (10), the latter (10) allows the transmission of forces or torques between the drive element (18) and the output element (30), in accordance with the actuator (electric motor (13)), up to the aforementioned moment of force or torque threshold value. Following an emergency actuation there is thus no need to reset the driving gear selector device (10).

Description

DaimlerChrysler AGDaimlerChrysler AG
Fahrstufenwähleinrichtung für ein Automatikgetriebe- eines KraftfahrzeugsGear selection device for an automatic transmission of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Fahrstufenwähleinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff .des Patentanspruchs 1.The invention relates to a gear selection device for an automatic transmission of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
In der DE 43 04 250 Cl ist eine Fahrstufenwähleinrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe zum Vorwählen von verschiedenen Fahrstufen („P", „R", „N" und „D") beschrieben, bei welchem in einem Normalbetrieb ein Betätigungselement in Form einer Wählwelle mittels eines - Stellglieds in Form eines Elektromotors verstellt werden kann. In der Fahrstufe „Pu wird eine Parksperre eingelegt und so das Kraftfahrzeug gegen Wegrollen gesichert. Das Stellglied steht über ein Antriebselement in Form einer Kurbel und ein Abtriebselement in Form einer Schwinge mit dem Betätigungselement in Wirkverbindung. Das Antriebselement ist mittels einer Koppel mit dem Abtriebselement verbunden. Mit der Koppel lassen sich nur Kräfte oder Drehmomente übertragen, welche kleiner als ein Kraft- oder Drehmoment-Grenzwert sind. Bei Überschreiten des Grenzwerts wird die Koppel zusammengeschoben oder auseinandergezogen, so daß das Abtriebselement vom Stellglied abgekoppelt wird.DE 43 04 250 Cl describes a drive stage selection device for an automatic motor vehicle transmission for preselecting different drive stages ("P", "R", "N" and "D"), in which an actuating element in the form of a selector shaft is used in normal operation one - actuator can be adjusted in the form of an electric motor. A parking lock is engaged in the “P u ” gear step, thus securing the motor vehicle against rolling away. The actuator is operatively connected to the actuating element via a drive element in the form of a crank and an output element in the form of a rocker arm. The drive element is connected to the output element by means of a coupling. The coupling can only transmit forces or torques that are less than a force or torque limit. If the limit value is exceeded, the coupling is pushed together or pulled apart, so that the output element is decoupled from the actuator.
Die Fahrstufenwähleinrichtung weist eine Notbetätigungseinrichtung in Form eines manuell zu betätigenden Entriegelungshebels auf, mit welcher die Fahrstufenwähleinrichtung in einem Fehlerfall, beispielsweise Ausfall des Stellglieds oder einer Energiequelle in Form einer Fahrzeugbatterie betätigbar ist . Beim Einsatz der Notbetätigungseinrichtung wird der Kraft- oder Drehmoment-Grenzwert überschritten und so, unabhängig von der Position des Stellglieds, eine Position, die der Fahrstufe „N" entspricht, über das Abtriebselement eingestellt. Dabei führt das Abtriebselement gegenüber dem Antriebselement eine Relativbewegung aus. Nach einer Notbetätigung ist das Abtriebselement vom Antriebselement abgekoppelt. Für eine erneute Inbetriebnahme der Fahrstufenwähleinrichtung muß die Kopplung wieder hergestellt werden.The gear selection device has an emergency actuation device in the form of a manually operated unlocking lever, with which the gear selection device can be actuated in the event of a fault, for example failure of the actuator or an energy source in the form of a vehicle battery. When the emergency actuation device is used, the force or torque limit value is exceeded and so regardless of the Position of the actuator, a position which corresponds to the gear stage "N", is set via the output element. The output element executes a relative movement with respect to the drive element. After an emergency actuation, the output element is decoupled from the drive element be restored.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfach handhabbare Fahrstufenwähleinrichtung vorzuschlagen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.In contrast, it is an object of the invention to propose an easy-to-use gear selection device. According to the invention the object is achieved by a gear selection device according to claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Fahrstufenwähleinrichtung sind direkt nach einer Notbetätigung der Fahrstufenwähleinrichtung, also ohne ein Wiederherstellen einer Verbindung bzw. Kopplung oder ein Zurücksetzen in den ursprünglichen Zustand, zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement Kräfte oder Drehmomente bis zu dem genannten Kraft- oder Drehmoment-Grenzwert nach Maßgabe des Stellglieds übertragbar. Damit wird die in einem Normalbetrieb vorhandene Antriebsverbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement lediglich während der Notbetätigung unterbrochen und ist sofort nach Beendigung der Notbetätigung wieder hergestellt . Die Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ist in der Wirkungsweise vergleichbar mit einer an sich bekannten Überlastkupplung, welche Kräfte oder Drehmomente nur bis zu einstellbaren Grenzwerten übertragen kann. Bei Kräften oder Drehmomenten oberhalb der Grenzwerte tritt zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebsseite der Überlastkupplung eine Relativbewegung auf. Die Wirkverbindung zwischen der Antriebsund einer Abtriebsseite der Überlastkupplung kann kraft- schlüssig in Form einer an sich bekannten Rutschkupplung oder formschlüssig ausgeführt sein.In the gear selector device according to the invention, forces or torques up to the stated force or torque limit value are given directly after an emergency actuation of the gear selector device, i.e. without reestablishing a connection or coupling or resetting to the original state, between the drive element and the output element of the actuator transferable. Thus, the drive connection between the drive element and the driven element, which is present in normal operation, is only interrupted during the emergency actuation and is restored immediately after the emergency actuation has ended. The connection between the drive element and the driven element is comparable in operation to a conventional overload clutch, which can only transmit forces or torques up to adjustable limit values. With forces or torques above the limit values, a relative movement occurs between a drive and an output side of the overload clutch. The operative connection between the drive and an output side of the overload clutch can be non-positive in the form of a slip clutch known per se or positive.
Somit kann die Fahrstufenwähleinrichtung nach einer Notbetätigung und anschließender Behebung des Fehlers, welcher zum Notbetrieb geführt hat, wieder sehr einfach und schnell in Betrieb genommen werden. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn erkannt wird, daß der Notbetrieb fälschlicherweise eingeleitet wurde.Thus, the gear selection device after an emergency operation and subsequent correction of the error, which is the Emergency operation, can be put back into operation very easily and quickly. This is particularly advantageous when it is recognized that emergency operation has been incorrectly initiated.
Das Automatikgetriebe kann als ein Planetengetriebe, ein stufenloses Getriebe oder als ein automatisiertes Schaltgetriebe mit Einfach- oder Doppelkup lung ausgeführt sein. Das Stellglied wird von einer Steuerungseinrichtung angesteuert und kann als ein- elektrisches, • hydraulisches oder pneumatisches Stellglied ausgeführt sein.. Das Stellglied steht über das Antriebselement und das Abtriebselement mit dem Betätigungselement in Antriebsverbindung. Das Betätigungselement kann beispielsweise als ein Wählschieber des Automatikgetriebes, mittels welchem in einer hydraulischen Steuerung unterschiedliche Schaltstellungen eingestellt werden können oder als ein Parksperrenbetätigungselement, beispielsweise in Form eines Parksperrenkegels, ausgeführt sein. Bei entsprechender Ausführung der Notbetätigungseinrichtung kann in einem Fehlerfall jede beliebige Fahrstufe des Automatikgetriebes oder jede beliebige Stellung der Parksperre eingestellt werden. Ebenso kann die Notbetätigungseinrichtung so ausgeführt sein, daß im Fehlerfall nur eine bestimmte Fahrstufe oder Stellung der Parksperre einstellbar ist.The automatic transmission can be designed as a planetary gear, a continuously variable transmission or as an automated manual transmission with single or double clutch. The actuator is controlled by a control device and can be designed as an electrical, • hydraulic or pneumatic actuator. The actuator is in drive connection with the actuating element via the drive element and the output element. The actuating element can be designed, for example, as a selector slide of the automatic transmission, by means of which different switching positions can be set in a hydraulic control, or as a parking lock actuating element, for example in the form of a parking lock cone. If the emergency actuation device is designed accordingly, any speed step of the automatic transmission or any position of the parking lock can be set in the event of a fault. Likewise, the emergency actuation device can be designed so that only a certain speed level or position of the parking lock can be set in the event of a fault.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Fahrstufenwähleinrichtung zwei Betätigungsrichtungen auf, wobei eine Betätigungsrichtung auf die Stellung „P", in welcher die Parksperre eingelegt wird, zu und die zweite Betätigungsrichtung von „P" weg ausgerichtet ist. Die Stellung „P" ist als eine Endstellung der Fahrstufenwähleinrichtung ausgeführt. Die Kraft- oder Drehmoment-Grenzwerte für die zwei Betätigungs- richtungen sind jeweils unterschiedlich und der Kraft- oder Drehmoment-Grenzwert in eine Betätigungsrichtung ist größer als die maximale Kraft oder das maximale Drehmoment, welche mittels der Notbetätigungseinrichtung aufbringbar ist . Somit kann mittels der Notbetätigungseinrichtung nur eine Bewegungs- richtung ausgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ist damit in der Wirkungsweise vergleichbar mit einer an sich bekannten Ratsche. Die genannte Verbindung kann auch so ausgeführt sein, daß eine Bewegungsrichtung unabhängig von einer Betätigungskraft oder einem Betätigungsdrehmoment blockiert ist.In an embodiment of the invention, the gear selection device has two actuation directions, one actuation direction being in the position “P” in which the parking lock is engaged and the second actuation direction is oriented away from “P”. The position "P" is designed as an end position of the gear selector. The force or torque limit values for the two actuation directions are different in each case and the force or torque limit value in one actuation direction is greater than the maximum force or the maximum torque which can be applied by means of the emergency actuation device. Thus, only one movement direction. The connection between the drive element and the driven element is thus comparable in operation to a ratchet known per se. The connection mentioned can also be designed such that a direction of movement is blocked independently of an actuating force or an actuating torque.
Es kann damit festgelegt werden, welche Fahrstufen in einem Fehlerfall einlegbar sein sollen. Damit wird ein sicherer Betrieb der Fahrstufenwähleinrichtung gewährleistet .It can be used to determine which speed levels should be selectable in the event of an error. This ensures safe operation of the gear selector.
In Ausgestaltung der Erfindung ist mittels der Notbetätigungs- einrichtung ausschließlich die Fahrstufe „Pw einlegbar. Da die entgegengesetzte Bewegungsrichtung gesperrt ist, kann „P" nach einmaligem Einlegen mittels der Notbetätigungseinrichtung nicht mehr verlassen werden. Das Kraftfahrzeug ist somit mittels der Parksperre gegen Wegrollen gesichert. Damit wird eine wirkungsvolle Diebstahlsicherung für das Kraftfahrzeug gewährleistet. Einen besonders sicheren Betrieb gewährleistet eine Kopplung der Parksperre mit einem Zündschloß des Kraftfahrzeugs. Dabei kann ein Zündschlüssel nur abgezogen werden, wenn im Normalbetrieb mit dem Stellglied oder in einem Fehlerfall mit der Notbetätigungseinrichtung die Parksperre eingelegt wurde.In an embodiment of the invention, only the drive step “P w can be engaged by means of the emergency actuation device. Since the opposite direction of movement is blocked, "P" can no longer be left after being inserted once using the emergency operating device. The motor vehicle is thus secured against rolling away by means of the parking lock. This ensures effective theft protection for the motor vehicle. Coupling ensures particularly safe operation the parking lock with an ignition lock of the motor vehicle, an ignition key can only be removed if the parking lock has been inserted with the actuator during normal operation or with the emergency actuation device in the event of a fault.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Fahrstufenwähleinrichtung eine Notentriegelungseinrichtung auf, mittels welcher die Fahrstufe „P" und damit auch die Parksperre auslegbar ist. Die Notentriegelungseinrichtung kann eine größere Kraft oder ein größeres Drehmoment wie die Notbetätigungseinrichtung aufbringen und den für das Auslegen von „P" notwendigen Kraft- oder Drehmomentgrenzwert übertreffen. Damit kann von der Not- entriegelungseinrichtung eine Bewegung aus der Fahrstufe „P" heraus eingeleitet werden. Beispielsweise kann die Fahrstufe „N" eingelegt und damit die Parksperre ausgelegt werden. Damit kann ein Abschleppen des Kraftfahrzeugs im Fehlerfall ermöglicht werden. Die Notentriegelungseinrichtung ist insbesondere von der Notbetätigungseinrichtung beabstandet angeordnet und beispielsweise nur mit Hilfe eines speziellen Werkzeugs betätigbar. Die Notentriegelungseinrichtung kann auch mittels einer Schließvorrichtung gesichert sein. Damit ist neben der Möglichkeit das Kraftfahrzeug abzuschleppen der Diebstahlschutz gewährleistet.In an embodiment of the invention, the gear selection device has an emergency unlocking device, by means of which the gear "P" and thus also the parking lock can be disengaged. The emergency unlocking device can exert a greater force or a greater torque than the emergency actuation device and the one necessary for disengaging "P" Exceed force or torque limit. This enables the emergency unlocking device to initiate a movement out of gear "P". For example, gear "N" can be engaged and the parking lock can thus be disengaged. This makes it possible to tow the motor vehicle in the event of a fault. The emergency release device is in particular arranged at a distance from the emergency actuation device and can be actuated, for example, only with the aid of a special tool. The emergency release device can also be secured by means of a locking device. In addition to the possibility of towing the motor vehicle, this also ensures protection against theft.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Notbetätigungs- einrichtung und / oder die Notentriegelungseinrichtung von einem Fahrzeugführer betätigbar, welcher sich an einem für ihn vorgesehenen Platz befindet. Damit kann der Fahrzeugführer im Fehlerfall das Kraftfahrzeug vom Fahrersitz aus mit der Parksperre sichern und die Sicherung, beispielsweise für ein Abschleppen, auch vom Fahrersitz aus wieder aufheben. Damit muß er das ungesicherte Kraftfahrzeug im Fehlerfall nicht verlassen, womit die Gefahr, daß sich das Kraftfahrzeug unkontrolliert in Bewegung setzt und den Fahrzeugführer oder andere Verkehrsteilnehmer gefährdet, sehr gering ist. Damit wird ein sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet.In an embodiment of the invention, the emergency actuation device and / or the emergency release device can be actuated by a vehicle driver who is in a place provided for him. In the event of a fault, the driver of the vehicle can thus secure the motor vehicle from the driver's seat with the parking lock and can also unlock it, for example for towing, from the driver's seat. This means that he does not have to leave the unsecured motor vehicle in the event of a fault, so the risk of the motor vehicle starting to move in an uncontrolled manner and endangering the driver or other road users is very low. This ensures safe operation of the motor vehicle.
Die Betätigung der Notbetätigungseinrichtung und / oder der Notentriegelungseinrichtung kann mit der Betätigung von weiteren Vorrichtungen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Betätigung einer Feststellbremse gekoppelt sein.The actuation of the emergency actuation device and / or the emergency release device can be coupled with the actuation of further devices of the motor vehicle, for example the actuation of a parking brake.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Notbetätigungs- einrichtung und / oder die Notentriegelungseinrichtung einen Energiespeicher auf, welcher vom Fahrzeugführer und/oder mittels eines Auslösestellglieds auslösbar ist. Damit wird die Bedienung für den Fahrzeugführer besonders einfach und komfortabel zu handhaben. Außerdem kann auf einfache und kostengünstige Weise gewährleistet werden, daß mit der Notbetätigungseinrichtung oder der Notentriegelungseinrichtung nur genau eine Fahrstufe einstellbar ist.In an embodiment of the invention, the emergency actuation device and / or the emergency unlocking device has an energy store, which can be triggered by the vehicle driver and / or by means of a trigger actuator. This makes operation particularly easy and convenient for the driver. In addition, it can be ensured in a simple and cost-effective manner that only one speed level can be set with the emergency actuation device or the emergency release device.
Bei einer Auslösung des Energiespeichers mittels eines Auslösestellglieds kann vorteilhafterweise die Notbetätigungsein- richtung betätigt und damit die Parksperre eingelegt werden, wenn der Fahrzeugführer den Zündschlüssel abzieht oder eine Fahrzeugtür öffnet. Außerdem verfügt die Steuerungseinrichtung, welche das Auslösestellglied ansteuert, insbesondere über eine zweite Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, um ' den Betrieb auch bei Ausfall einer Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Damit wird ein besonders sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet.When the energy store is triggered by means of a trigger actuator, the emergency actuation device can advantageously direction is actuated and the parking lock is engaged when the driver removes the ignition key or opens a vehicle door. In addition, the control device, which controls the release actuator has, in particular via a second power source, for example a battery, in order 'to ensure operation also in case of failure of a power supply of the motor vehicle. This ensures particularly safe operation of the motor vehicle.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Energiespeicher als ein pneumatischer oder hydraulischer Druckspeicher ausgeführt. Nach einer Auslösung des Druckspeichers kann er mittels einer Pumpe, welche insbesondere auch andere Aufgaben haben kann, wieder aufgefüllt und damit wieder betriebsbereit gemacht werden. Dieses Zurücksetzen des Druckspeichers ist unabhängig von der sonstigen Betätigung der Fahrstufenwähleinrichtung. Damit werden das Stellglied und alle anderen Elemente der Fahrstufenwähleinrichtung nicht mit der Zurücksetzung beaufschlagt. Somit können die anderen Elemente der Fahrstufenwähleinrichtung rein auf das Stellen der Betätigungselemente ausgelegt werden. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Ausführung der Fahrstufenwähleinrichtung .In an embodiment of the invention, the energy store is designed as a pneumatic or hydraulic pressure store. After the pressure accumulator has been triggered, it can be refilled by means of a pump, which in particular can also have other tasks, and thus be made ready for operation again. This resetting of the pressure accumulator is independent of the other actuation of the gear selector. This means that the actuator and all other elements of the gear selector are not subjected to the reset. Thus, the other elements of the gear selection device can be designed purely for the actuation elements. This enables a particularly cost-effective design of the gear selection device.
Neben einer Ausführung des Energiespeichers als ein pneumatischer oder hydraulischer Speicher, kann der Energiespeicher beispielsweise als ein Federspeicher ausgeführt sein.In addition to a design of the energy store as a pneumatic or hydraulic store, the energy store can be designed as a spring store, for example.
In Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebselement eine hauptsächlich kreisrunde Innenkontur und das Abtriebselement eine hauptsächlich kreisrunde Außenkontur auf. Das Antriebselement umschließt das Abtriebselement zumindest teilweise. Damit wird eine kompakte Bauform der Kombination aus Aufnahme- und Abtriebselement ermöglicht, welche wenig Bauraum benötigt .In an embodiment of the invention, the drive element has a mainly circular inner contour and the driven element has a mainly circular outer contour. The drive element at least partially surrounds the output element. This enables a compact design of the combination of the receiving and driven element, which requires little installation space.
In Ausgestaltung der Erfindung ist von der Steuerungseinrichtung mittels eines Positionssensors die Stellung des Abtriebselements erfaßbar. Beispielsweise ist am Abtriebselement eine Meßkontur angeordnet, welche mit dem Sensor in Wirkverbindung steht. Damit kann von der Steuerungseinrichtung die Stellung des Betätigungselements, beispielsweise des Wählschiebers oder des Parksperrenbetätigungs- elements, also die erzielte Wirkung der Fahrstufenwähleinrichtung, gemessen werden. Da das Antriebselement und das Abtriebselement hauptsächlich kreisrund ausgeführt sind, ist damit die Position des Antriebselements gegenüber dem Abtriebselement nicht von Bedeutung. Die Ansteuerung des Stellglieds erfolgt ausschließlich auf Grund der Position des Übertragungsglieds. Damit ist bei einer Notbetätigung, bei welcher sich die Position des Antriebselements gegenüber dem Abtriebselement ändert, kein Zurücksetzen der Elemente, keine Anpassung des Stellglieds oder Einlernphasen der Steuerungseinrichtung auf die neue Position notwendig. Somit kann die Fahrstufenwähleinrichtung nachdem ein Fehler, welcher zu einer Notbetätigung geführt hat, behoben ist, sehr einfach und schnell wieder den Normalbetrieb aufnehmen. Außerdem sind bei einer Montage der Fahrstufenwähleinrichtung keine Einstellarbeiten notwendig, womit eine kostengünstige Montage ermöglicht wird.In an embodiment of the invention, the control device uses a position sensor to position the Output elements can be detected. For example, a measuring contour is arranged on the output element, which is in operative connection with the sensor. The control device can thus measure the position of the actuating element, for example the selector slide or the parking lock actuating element, that is to say the effect achieved by the gear selector device. Since the drive element and the driven element are mainly circular, the position of the drive element with respect to the driven element is not important. The control of the actuator takes place solely on the basis of the position of the transmission element. In the case of an emergency actuation in which the position of the drive element changes with respect to the output element, no resetting of the elements, no adjustment of the actuator or learning phases of the control device to the new position is necessary. Thus, after a fault which has led to an emergency actuation has been remedied, the gear selection device can very quickly and easily resume normal operation. In addition, no adjustment work is required when installing the gear selector, which enables cost-effective installation.
In Ausgestaltung der Erfindung ist das Antriebselement einstückig mit einem Element des Stellglieds ausgeführt. Damit entfällt die ansonsten notwendige form- oder kraftschlüssige Kopplung des Stellglieds mit dem Antriebselement . Somit kann die Fahrstufenwähleinrichtung mit wenigen Bauteilen aufgebaut werden, womit nur ein kleiner Bauraum benötigt wird und eine einfache und kostengünstige Montage ermöglicht wird. Das Stellglied kann beispielsweise als eine elektrische Transversalflußmaschine ausgeführt sein.In an embodiment of the invention, the drive element is made in one piece with an element of the actuator. This eliminates the otherwise necessary positive or non-positive coupling of the actuator to the drive element. The gear selection device can thus be constructed with a few components, which means that only a small installation space is required and simple and inexpensive installation is made possible. The actuator can be designed, for example, as an electrical transverse flux machine.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine - Fahrstufenwähleinrichtung für einFurther advantages of the invention emerge from the description and the drawing. Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. The drawing shows: Fig. 1 a - speed selector for
Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Notbetätigungseinrichtung,Automatic transmission of a motor vehicle with an emergency actuation device,
Fig. 2 ein Antriebselement der Fahrstufenwähleinrichtung,2 shows a drive element of the gear selection device,
Fig. 3 ein Sperrbolzen der Fahrstufenwähleinrichtung,3 is a locking pin of the gear selector,
Fig. 4 ein Abtriebselement der Fahrstufenwähleinrichtung,4 an output element of the gear selection device,
Fig. 5 eine Notbetätigungseinrichtung mit einemFig. 5 shows an emergency operating device with a
Federspeicher und einer Notentriegelungs- einrichtung undSpring accumulator and an emergency release device and
Fig. 6 eine Notbetätigungseinrichtung mit einem pneumatischen Druckspeicher.Fig. 6 shows an emergency operating device with a pneumatic pressure accumulator.
Eine in Fig. 1 dargestellte Fahrstufenwähleinrichtung 10 verfügt über einen Wählhebel 11, mittels welchem ein Fahrzeugführer die Fahrstufen „P", „R", „N" und „D" eines nicht dargestellten Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs einstellen kann. Die Fahrstufen sind in der genannten Reihenfolge sequentiell nacheinander einstellbar. Der Wählhebel 11 steht mit einer Steuerungseinrichtung 12 in Signalverbindung, welche ein Stellglied in Form eines Elektromotors 13 entsprechend der Position des Wählhebels 11 ansteuert. Der Elektromotor 13 treibt über eine Ausgangswelle 14, Kegelräder 15 und eine Zwischenwelle 16 ein Schneckenrad 17 an. Das Schneckenrad 17 greift in eine nicht dargestellte Schneckenverzahnung eines Antriebselements 18 ein und kann damit die Bewegungen der Ausgangswelle 14 des Elektromotors 13 auf das Antriebselement 18 übertragen.1 has a selector lever 11, by means of which a vehicle driver can set the driving stages "P", "R", "N" and "D" of an automatic transmission (not shown) of a motor vehicle. The speed levels can be set sequentially in the order mentioned. The selector lever 11 is in signal connection with a control device 12, which controls an actuator in the form of an electric motor 13 in accordance with the position of the selector lever 11. The electric motor 13 drives a worm wheel 17 via an output shaft 14, bevel gears 15 and an intermediate shaft 16. The worm wheel 17 engages in a worm toothing (not shown) of a drive element 18 and can thus transmit the movements of the output shaft 14 of the electric motor 13 to the drive element 18.
Das Antriebselement 18 weist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine hauptsächlich ringförmige Grundform auf. An einer zylinder- förmigen Außenkontur 19 verfügt das Antriebselement 18 über die genannte Schneckenverzahnung, was durch einen gestrichelten Teilkreis 20 angedeutet ist. An einer kreisrunden, zylinder- förmigen Innenkontur 21 weist das Antriebselement 18 eine Innenverzahnung 22 auf, in welche, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Sperrbolzen 23 eingreift.As shown in FIG. 2, the drive element 18 has an essentially annular basic shape. On a cylindrical outer contour 19, the drive element 18 has the worm toothing mentioned, which is indicated by a broken circle 20. On a circular, cylindrical shaped inner contour 21, the drive element 18 has an internal toothing 22, in which, as shown in FIG. 1, a locking pin 23 engages.
Der Sperrbolzen 23 weist, wie in Fig. 3 dargestellt, einen zylinderförmigen Grundkörper 24 und einen an einer Stirnfläche 25 des zylinderförmigen Grundkörpers 24 angeordneten Zahn 26 auf. Der Zahn 26 verfügt über zwei Flanken 27 und 28, welche verschiedene Neigungswinkel α und ß gegenüber der Stirnfläche 25 haben. Die Innenverzahnung 22 des Antriebselements 18 ist entsprechend dieser Neigungswinkel α, ß ausgeführt.As shown in FIG. 3, the locking pin 23 has a cylindrical base body 24 and a tooth 26 arranged on an end face 25 of the cylindrical base body 24. The tooth 26 has two flanks 27 and 28 which have different angles of inclination α and β with respect to the end face 25. The internal toothing 22 of the drive element 18 is designed in accordance with this angle of inclination α, β.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Sperrbolzen 23 in einer zylinderförmigen Ausnehmung 29 eines Abtriebselements 30, welches vom Antriebselement 18 teilweise umschlossen wird, angeordnet. Der Sperrbolzen 23 wird an einer Bodenfläche 31 von einer Feder 32 mit einer Kraft beaufschlagt, welche den Sperrbolzen 23 mit dem Zahn 25 in die Innenverzahnung 22 des Antriebselements 18 drückt. Damit ist eine Antriebsverbindung zwischen dem Antriebselement 18 und dem Abtriebselement 30 hergestellt. Bei einer Drehung des Antriebselements 18 dreht sich damit in einem Normalbetrieb der Fahrstufenwähleinrichtung 10 das Abtriebselement 30 mit.As shown in FIG. 1, the locking pin 23 is arranged in a cylindrical recess 29 of an output element 30, which is partially enclosed by the drive element 18. The locking pin 23 is acted on a bottom surface 31 by a spring 32 with a force which presses the locking pin 23 with the tooth 25 into the internal toothing 22 of the drive element 18. A drive connection is thus established between the drive element 18 and the driven element 30. When the drive element 18 rotates, the output element 30 also rotates in normal operation of the gear selector 10.
Mit Hilfe der Flanken α, ß des Sperrbolzens 23 und einer Federkonstanten der Feder 32 lassen sich für jede Bewegungsrichtung ein Kraft- oder Drehmomentgrenzwert festlegen, welche zwischen dem Antriebselement 18 und dem Abtriebselement 30 übertragene Kräfte oder Drehmomente nicht überschreiten können. Wenn der Grenzwert überschritten wird, so wird der Sperrbolzen 23 durch eine der Kraft der Feder 32 entgegengesetzte Kraft in die Ausnehmung 29 hineingedrückt und das Antriebselement 18 und das Abtriebselement 30 können sich unabhängig von einander drehen. Die Kraft, welche den Sperrbolzen 23 in die Ausnehmung 29 drückt, ist umso größer, je größer der Neigungswinkel α, ß der Flanken 27, 28 gegenüber der Stirnfläche 25 des Sperrbolzens 23 ist. Da der Neigungswinkel α der Flanke 27 kleiner ist als der Neigungswinkel ß der Flanke 28 kann in einer Betätigungsrichtung gegen den Uhrzeigersinn eine größere Kraft übertragen werden, als in einer Betätigungsrichtung im Uhrzeigersinn. Beim Sperrbolzen 23 ist der Winkel α so gewählt, daß bei einer Bewegungsrichtung gegen den Uhrzeigersinn der Sperrbolzen 23 nie ganz in die Ausnehmung 29 gedrückt wird. Der Neigungswinkel α kann beispielsweise in einem Bereich von 100° bis 105°, insbesondere 102.2°, und der Neigungswinkel ß in einem Bereich von 136° bis 142°, insbesondere 139° , liegen.With the aid of the flanks α, β of the locking bolt 23 and a spring constant of the spring 32, a force or torque limit value can be defined for each direction of movement, which limit values or forces transmitted between the drive element 18 and the output element 30 cannot exceed. If the limit value is exceeded, the locking pin 23 is pressed into the recess 29 by a force opposite to the force of the spring 32 and the drive element 18 and the driven element 30 can rotate independently of one another. The force that presses the locking pin 23 into the recess 29 is greater, the greater the angle of inclination α, β of the flanks 27, 28 relative to the end face 25 of the locking pin 23. Since the angle of inclination α of the flank 27 is smaller than that The angle of inclination β of the flank 28 can transmit a greater force in a counterclockwise actuation direction than in a clockwise actuation direction. In the locking pin 23, the angle α is chosen so that the locking pin 23 is never fully pressed into the recess 29 in a counterclockwise direction of movement. The angle of inclination α can be, for example, in a range from 100 ° to 105 °, in particular 102.2 °, and the angle of inclination β in a range from 136 ° to 142 °, in particular 139 °.
Wie in Fig. 4 dargestellt, verfügt das Abtriebselement 30 über einen zylindrischen Grundkörper 33 mit insgesamt drei Ausnehmungen 29, in welchen jeweils eine Feder 32 und ein Sperrbolzen 23 angeordnet wird. Der Grundkörper 33 wird zu einem großen Teil vom Antriebselement 18 umschlossen. An dem nicht umschlossenen Teil des Grundkörpers 33 sind am Umfang verteilt drei Befestigungsaugen 34, 35, 36 angeordnet. Zusätzlich ist an dem nicht umschlossenen Teil eine Meßkontur 37 angebracht.As shown in FIG. 4, the output element 30 has a cylindrical base body 33 with a total of three recesses 29, in each of which a spring 32 and a locking pin 23 are arranged. The base body 33 is largely enclosed by the drive element 18. On the non-enclosed part of the base body 33, three fastening eyes 34, 35, 36 are arranged distributed around the circumference. In addition, a measuring contour 37 is attached to the non-enclosed part.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Abtriebselement 30 über das Befestigungsauge 34 mit einem Parksperrenkegel 38 verbunden. In der dargestellten Stellung des Parksperrenkegels 38 ist eine nicht dargestellte Parksperre eingelegt und damit das Kraftfahrzeug gegen Wegrollen gesichert. Über das Befestigungsauge 36 ist das Abtriebselement 30 mit einem Wählschieber 39 des Automatikgetriebes verbunden. Mittels des Wählschiebers 39 lassen sich in einer hydraulischen Steuerung unterschiedliche SchaltStellungen einstellen. In der dargestellten Stellung des Wählschiebers ist die Schaltstellung „Pu im Automatikgetriebe eingestellt .As shown in FIG. 1, the driven element 30 is connected to a parking lock cone 38 via the fastening eye 34. In the illustrated position of the parking lock cone 38, a parking lock, not shown, is inserted, thus securing the motor vehicle against rolling away. Via the fastening eye 36, the driven element 30 is connected to a selector slide 39 of the automatic transmission. Different switching positions can be set in a hydraulic control by means of the selector slide 39. In the position of the selector slide shown, the shift position “P u in the automatic transmission is set.
Die Meßkontur 37 am Abtriebselement 30 betätigt einen Positionssensor 40, welcher mit der Steuerungseinrichtung 12 in Signalverbindung steht. Damit erfaßt die Steuerungseinrichtung 12 die Stellung des Abtriebselements 30 und damit auch die Stellung des Parksperrenkegels 38 und des Wählschiebers 39. Die Einstellung des Parksperrenkegels 38 und des Wählschiebers 39 sind die Aufgabe der Fahrstufenwähleinrichtung 10, somit kann mit dem Positionssensor 40 das Ergebnis der Einstellung überprüft werden.The measuring contour 37 on the output element 30 actuates a position sensor 40, which is in signal connection with the control device 12. The control device 12 thus detects the position of the output element 30 and thus also the position of the parking lock cone 38 and the selector slide 39 Adjustment of the parking lock cone 38 and the selector slide 39 are the task of the gear selector 10, so the result of the adjustment can be checked with the position sensor 40.
In einem Normalbetrieb der Fahrstufenwähleinrichtung 10 steuert die Steuerungseinrichtung 12 den Elektromotor 13 so an, daß das Abtriebselement 30 und damit der Parksperrenkegel 38 und der Wählschieber 39 eine der Stellung des Wählhebels 11 entsprechende Position einnimmt. Alle bisher genannten Komponenten der Fahrstufenwähleinrichtung 10 sind innerhalb eines nicht 'dargestellten Gehäuses des Automatikgetriebes angeordnet .In normal operation of the gear selector 10, the control device 12 controls the electric motor 13 so that the output element 30 and thus the parking lock cone 38 and the selector slide 39 assume a position corresponding to the position of the selector lever 11. All components of the Fahrstufenwähleinrichtung 10 previously mentioned are disposed within a not 'shown housing of the automatic transmission.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Abtriebselement 30 fest mit einem Notbetätigungshebel 41 verbunden, welcher sich bei einer Drehung des Abtriebselements 30 mitdreht. Zum besseren Verständnis sind die verschiedenen Positionen des Not- betätigungshebels 41 in den verschiedenen Fahrstufen des Automatikgetriebes gekennzeichnet. Der Notbetätigungshebel 41 ist mittels eines Bowdenzugs 42 mit einem Zündschloß 43 verbunden. Damit wird sichergestellt, daß ein nicht dargestellter Zündschlüssel nur aus dem Zündschloß 43 abziehbar ist, wenn sich der Notbetätigungshebel 41 in der dargestellten Stellung und sich damit das Automatikgetriebe in der Stellung „P" befindet. Damit ist auch die Parksperre eingelegt und das Kraftfahrzeug ist gegen Wegrollen gesichert .As shown in FIG. 1, the output element 30 is firmly connected to an emergency actuation lever 41, which also rotates when the output element 30 rotates. For better understanding, the different positions of the emergency actuation lever 41 are identified in the different driving stages of the automatic transmission. The emergency operating lever 41 is connected to an ignition lock 43 by means of a Bowden cable 42. This ensures that an ignition key (not shown) can only be removed from the ignition lock 43 when the emergency actuation lever 41 is in the position shown and thus the automatic transmission is in the position "P". The parking lock is also engaged and the motor vehicle is against Rolled away secured.
Zwischen dem Notbetätigungshebel 41 und dem Zündschloß 43 ist eine mechanische Notbetätigungseinrichtung 44 angeordnet, durch welche der Bowdenzug 42 durchgeführt ist. In einem Notbetrieb der Fahrstufenwähleinrichtung 10, wenn beispielsweise der Elektromotor 13 nicht mehr arbeitet oder eine nicht dargestellte Fahrzeugbatterie nicht mehr ausreichend geladen ist, kann die Fahrstufenwähleinrichtung 10 mittels der Notbetätigungseinrichtung 44 betätigt werden. Die Notbetätigungseinrichtung 44 verfügt dazu über einen Knüppel 45 und ein Zugeisen 46. Bei einer Betätigung des Knüppels 45 wird mittels des Zugeisens 46 der Bowdenzug 42 in Richtung Zündschloß 43 gezogen. Damit wird der Notbetätigungshebel 41 und das Abtriebselement 30 in Richtung der Stellung „P" gedreht. Falls eine einmalige Betätigung des Knüppels 45 nicht ausreicht, kann die Betätigung so oft wiederholt werden, bis „P" erreicht ist. Die von der Notbetätigungseinrichtung 44 aufgebrachte Kraft, bzw. das aufgebrachte Drehmoment ist dabei größer als der Kraft- oder Drehmomentgrenzwert, welcher zwischen dem Antriebselement 18 und dem Abtriebselement 30 übertragbar ist. Damit wird der Sperrbolzen 23 in die Ausnehmung 29 hineingedrückt und die Antriebsverbindung zwischen dem Antriebselement 18 und dem Abtriebselement 30 besteht nicht mehr. Damit kann das Abtriebselement 30 unabhängig vom Antriebselement 18 gedreht werden.A mechanical emergency actuation device 44 is arranged between the emergency actuation lever 41 and the ignition lock 43, through which the Bowden cable 42 is carried out. In an emergency operation of the gear selection device 10, for example when the electric motor 13 is no longer working or a vehicle battery, not shown, is no longer sufficiently charged, the gear selection device 10 can be actuated by means of the emergency actuation device 44. For this purpose, the emergency actuation device 44 has a stick 45 and a pulling iron 46. When the stick 45 is actuated, the Bowden cable 42 is pulled in the direction of the ignition lock 43 by means of the pulling iron 46. The emergency actuation lever 41 and the driven element 30 are thus rotated in the direction of the position “P”. If a single actuation of the stick 45 is not sufficient, the actuation can be repeated until “P” is reached. The force applied by the emergency actuation device 44 or the torque applied is greater than the force or torque limit value which can be transmitted between the drive element 18 and the output element 30. The locking pin 23 is thus pressed into the recess 29 and the drive connection between the drive element 18 and the driven element 30 no longer exists. The output element 30 can thus be rotated independently of the drive element 18.
Da mittels des Bowdenzug 42 nur eine Kraft in Richtung des Zündschlosses 43 übertragbar ist, kann die Fahrstufe „P" anschließend nicht wieder verlassen werden.Since only a force can be transmitted in the direction of the ignition lock 43 by means of the Bowden cable 42, the drive stage “P” cannot then be left again.
Die Notbetätigungseinrichtung 44 kann im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein und vom Fahrzeugführer vom Fahrersitz aus betätigbar sein. Der Knüppel 45 kann dabei fest mit der Notbetätigungseinrichtung 44 verbunden oder nur bei Bedarf einsteckbar sein.The emergency actuation device 44 can be arranged in the interior of the motor vehicle and can be actuated by the vehicle driver from the driver's seat. The stick 45 can be firmly connected to the emergency actuation device 44 or can only be inserted if necessary.
Da auch im Notbetrieb der Zündschlüssel nur in der Fahrstufe „P" abgezogen werden kann, kann im Fehlerfall in einer Anzeige, beispielsweise in einem Kombiinstrument, dem Fahrzeugführer angezeigt werden, daß zum Abziehen des Schlüssels die Fahrstufe „P" und damit die Parksperre eingelegt werden muß.Since even in emergency operation the ignition key can only be removed in gear "P", in the event of a fault, the driver can be shown in a display, for example in an instrument cluster, that gear "P" and thus the parking lock are engaged to remove the key got to.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann statt des Bowdenzugs zwischen dem Notbetätigungshebel und dem Zündschloß auch eine Stange angeordnet sein, welche Kräfte in Richtung des Notbetätigungshebels und in Richtung des Zündschlosses übertragen kann. Mit einer entsprechend ausgeführten Notbetätigungseinrichtung können damit in Fehlerfall alle Fahrstufen eingelegt werden.Deviating from the embodiment shown, instead of the Bowden cable, a rod can also be arranged between the emergency actuation lever and the ignition lock, which forces in the direction of the emergency actuation lever and in the direction of the ignition lock can transmit. With an appropriately designed emergency actuation device, all speed levels can be engaged in the event of a fault.
Die Sperrbolzen können statt in Ausnehmungen des Abtriebselements auch in Ausnehmungen des Antriebselements angeordnet sein.The locking bolts can also be arranged in recesses in the drive element instead of in recesses in the output element.
In Fig. 5 ist eine Notbetätigungseinrichtung 144 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist von der Fahrstufenwähleinrichtung nur noch ein Abtriebselement 130 und ein Notbetätigungshebel 141 dargestellt. In der dargestellten Position des Notbetätigungshebels 141 befindet sich die Fahrstufenwähleinrichtung in der Position „D", der Stellung für Vorwärtsfahrt .5 shows an emergency actuation device 144 in a second embodiment. For reasons of clarity, only one output element 130 and one emergency actuation lever 141 are shown of the gear selection device. In the illustrated position of the emergency actuation lever 141, the gear selector is in the position "D", the position for forward travel.
Der Notbetätigungshebel 141 weist eine Bohrung 151 auf, durch welche eine Zugstange 152 geführt ist. Die Zugstange 152 wird in einem Teilbereich von einem Federspeicher in Form einer Schraubenfeder 153 umschlossen. Im Normalbetrieb der Fahrstufenwähleinrichtung ist die Schraubenfeder 153 gespannt und wird durch einen Auslösestift 154 unter Spannung gehalten. Der Auslösestift 154 ist mittels eines Auslösestellglieds in Form eines Elektromagneten 155 bewegbar, welcher von einer Steuerungseinrichtung 112 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 11.2 steht außerdem mit einem Wählhebel 111, einem Zündschloß 143 und einem Türsensor 156 in SignalVerbindung. Der Türsensor 156 erkennt, wenn eine nicht dargestellte Fahrertür des Kraftfahrzeugs geöffnet wird.The emergency operating lever 141 has a bore 151 through which a pull rod 152 is guided. The pull rod 152 is enclosed in a partial area by a spring accumulator in the form of a coil spring 153. During normal operation of the gear selection device, the coil spring 153 is tensioned and is kept under tension by a trigger pin 154. The trigger pin 154 can be moved by means of a trigger actuator in the form of an electromagnet 155, which is controlled by a control device 112. The control device 11.2 is also in signal connection with a selector lever 111, an ignition lock 143 and a door sensor 156. The door sensor 156 detects when a driver's door (not shown) of the motor vehicle is opened.
In einem Fehlerfall der Fahrstufenwähleinrichtung, welcher von der Steuerungseinrichtung 112 erkannt wird, wird der Elektromagnet 155 bei einem Abzug eines nicht dargestellten Zündschlüssels aus dem Zündschloß 143 oder beim Öffnen der Fahrertür so angesteuert, daß der Auslösestift 154 die Schraubenfeder 153 frei gibt und diese sich entspannt . Bei der Entspannung der Schraubenfeder 153 wird mittels der Zugstange 152 der Notbetätigungshebel 141 und damit auch das Abtriebselement 130 in die Stellung „P" bewegt. Die Parksperre ist damit eingelegt. Die von der Schraubenfeder 153 aufgebrachte Kraft, bzw. das aufgebrachte Drehmoment ist dabei größer als der Kraft- oder Drehmomentgrenzwert, welcher zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement übertragbar ist.In the event of a fault in the gear selection device, which is recognized by the control device 112, the electromagnet 155 is actuated when an ignition key (not shown) is removed from the ignition lock 143 or when the driver's door is opened so that the trigger pin 154 releases the coil spring 153 and the latter relaxes , When the coil spring 153 is released, the pull rod is used 152 the emergency actuation lever 141 and thus also the driven element 130 are moved into the position "P". The parking lock is now engaged. The force exerted by the coil spring 153 or the torque applied is greater than the force or torque limit value which lies between the Drive element and the output element is transferable.
Nach einer Behebung des Fehlers, welcher zum Notbetrieb geführt hat, kann das Abtriebselement 130 und damit auch der Not- betätigungshebel 141 wieder mittels des Stellglieds gedreht werden. Wird dabei wieder eine Stellung abweichend von „P" eingestellt, so wird die Schraubenfeder 153 wieder gespannt und der Auslösestift 154 kann wieder die dargestellte Stellung einnehmen. Damit ist die Notbetätigungseinrichtung 144 wieder betriebsbereit .After the fault which led to emergency operation has been rectified, the output element 130 and thus also the emergency actuation lever 141 can be rotated again by means of the actuator. If a position other than "P" is set again, the coil spring 153 is tensioned again and the trigger pin 154 can assume the position shown again. The emergency actuation device 144 is thus ready for operation again.
Soll im Fehlerfall der Fahrstufenwähleinrichtung nach eingelegter Parksperre das Kraftfahrzeug bewegt werden, beispielsweise zum Abschleppen, so kann mittels einer Notentriegelungseinrichtung 157 die Fahrstufe „N" eingelegt und damit die Parksperre gelöst werden. Die NotentriegelungseinrichtungIf, in the event of a fault in the gear selection device, the motor vehicle is to be moved after the parking lock has been inserted, for example for towing, the driving step “N” can be engaged by means of an emergency unlocking device 157 and the parking lock can thus be released. The emergency unlocking device
157 ist dabei ähnlich aufgebaut wie die Notbetätigungseinrichtung 144. Der Notbetätigungshebel 141 weist eine zweite Bohrung157 is constructed similarly to the emergency actuation device 144. The emergency actuation lever 141 has a second bore
158 auf, durch welche eine zweite Zugstange 159 geführt ist. Die Zugstange 159 wird teilweise von einem zweiten Federspeicher in Form einer zweiten Schraubenfeder 160 umschlossen. In einer dargestellten Bereitschaftsstellung der Notentriegelungseinrichtung 157 ist die Schraubenfeder 160 gespannt und wird durch einen zweiten Auslösestift 161 unter Spannung gehalten. Der Auslösestift 161 ist mit einem Entriegelungshebel 162 verbunden, welcher vom Fahrzeugführer betätigt werden kann. Bei Betätigung des Entriegelungshebels 162 gibt der Auslösestift die Schraubenfeder 160 frei, welche sich daraufhin entspannt. Mittels der Zugstange 159 wird damit der Notbetätigungshebel 141 in die Stellung „N" gebracht und damit die Parksperre gelöst. Das Kraftfahrzeug kann damit wieder bewegt werden.158, through which a second tie rod 159 is guided. The pull rod 159 is partially enclosed by a second spring accumulator in the form of a second coil spring 160. In an illustrated ready position of the emergency release device 157, the coil spring 160 is tensioned and is held under tension by a second release pin 161. The trigger pin 161 is connected to an unlocking lever 162 which can be actuated by the vehicle driver. When the unlocking lever 162 is actuated, the release pin releases the coil spring 160, which then relaxes. By means of the pull rod 159, the emergency actuation lever 141 is thus brought into the position “N” and so that the parking lock was released. The motor vehicle can thus be moved again.
Die von der Schraubenfeder 160 aufgebrachte Kraft, bzw. das aufgebrachte Drehmoment ist dabei größer als der Kraft- oder Drehmomentgrenzwert, welcher zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement übertragbar ist. Das Zurücksetzen der Notentriegelungseinrichtung 157 läuft entsprechend dem Zurücksetzen der Notbetätigungseinrichtung 144 ab.The force applied by the coil spring 160 or the torque applied is greater than the force or torque limit value which can be transmitted between the drive element and the output element. The emergency unlocking device 157 is reset in accordance with the reset of the emergency actuating device 144.
Ein Signal zum Auslösen des Federspeichers kann auch durch den Fahrzeugführer mittels eines nicht dargestellten Signalgebers oder beim Öffnen einer weiteren Tür des Kraftfahrzeugs erzeugt werden. Um eine hohe Verfügbarkeit der Steuerungseinrichtung 112 zu erreichen, kann die Steuerungseinrichtung 112 von einer zweiten, nicht dargestellten, Energiequelle, beispielsweise einer zweiten Batterie, mit Spannung versorgt werden. Im Fehlerfall kann mittels einer Anzeige dem Fahrzeugführer angezeigt werden, daß bei Abzug des Zündschlüssels oder beim Öffnen der Fahrertür die Parksperre eingelegt wird. Die Anzeige kann beispielsweise ohne Spannungsversorgung durch die Fahrzeugbatterie oder mit Spannungsversorgung durch die genannte zweite Energiequelle funktionieren.A signal for triggering the spring-loaded device can also be generated by the driver using a signal transmitter (not shown) or when another door of the motor vehicle is opened. In order to achieve high availability of the control device 112, the control device 112 can be supplied with voltage by a second energy source, not shown, for example a second battery. In the event of a fault, the driver can be shown by means of a display that the parking lock is engaged when the ignition key is removed or when the driver's door is opened. The display can function, for example, without a voltage supply from the vehicle battery or with a voltage supply from the second energy source mentioned.
In Fig. 6 ist eine Notbetätigungseinrichtung 244 in einer dritten Ausführungsform dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist von der Fahrstufenwähleinrichtung nur noch ein Abtriebselement 230 und ein Notbetätigungshebel 241 dargestellt. In der dargestellten Position des Notbetätigungshebels 241 befindet sich die Fahrstufenwähleinrichtung in der Position „D" .6 shows an emergency actuation device 244 in a third embodiment. For reasons of clarity, only one output element 230 and one emergency actuation lever 241 are shown of the gear selection device. In the illustrated position of the emergency operating lever 241, the gear selector is in the position "D".
Der Notbetätigungshebel 241 weist eine Bohrung 251 auf, durch welche eine Zugstange 252 geführt ist. Die Zugstange 252 ist mit einem Kolben 271 einer Stellzylindereinheit 272 verbunden. Eine dem Notbetätigungshebel 241 zugewandte Druckkammer 273 der Stellzylindereinheit 272 ist mittels einer Druckluftleitung 274 mit einem pneumatischen Druckspeicher 275 verbunden. Im Druckspeicher 275 ist Luft unter erhöhtem Druck gespeichert. Die Druckluftleitung 274 ist mittels eines Ventils 276 absperrbar, welches von einer Steuerungseinrichtung 212 angesteuert wird. Das Ventil 276 dient dabei als ein Auslösestellglied. Die Steuerungseinrichtung 212 steht außerdem mit einem Wählhebel 211, einem Zündschloß 243 und einem Türsensor 256 in Signalverbindung. Im Normalbetrieb der Fahrstufenwähleinrichtung ist das Ventil 276 geschlossen und damit die Druckkammer 273 vom Druckspeicher getrennt.The emergency operating lever 241 has a bore 251 through which a pull rod 252 is guided. The pull rod 252 is connected to a piston 271 of an actuating cylinder unit 272. A pressure chamber 273 of the actuating cylinder unit 272 facing the emergency actuation lever 241 is by means of a compressed air line 274 connected to a pneumatic pressure accumulator 275. Air is stored in the pressure accumulator 275 under increased pressure. The compressed air line 274 can be shut off by means of a valve 276 which is controlled by a control device 212. The valve 276 serves as a trigger actuator. The control device 212 is also in signal connection with a selector lever 211, an ignition lock 243 and a door sensor 256. In normal operation of the gear selection device, the valve 276 is closed and the pressure chamber 273 is thus separated from the pressure accumulator.
In einem Fehlerfall der Fahrstufenwähleinrichtung, welcher von der Steuerungseinrichtung 212 erkannt wird, wird das Ventil 276 bei einem Abzug eines nicht dargestellten Zündschlüssels aus dem Zündschloß 243 oder beim Öffnen der Fahrertür geöffnet und so die Druckkammer 273 mit dem Druckspeicher 275 verbunden. Damit steigt der Druck in der Druckkammer 273 stark an und es wirkt eine Kraft auf den Kolben 271, welche vom Notbetätigungshebel 241 weggerichtet ist. Damit bewegt sich der Kolben 271 vom Notbetätigungshebel 241 weg und dreht mittels der Zugstange 252 den Notbetätigungshebel 241 und damit auch das Abtriebselement 230 in die Stellung „P". Die vom Druck in der Druckkammer 273 aufgebrachte Kraft, bzw. das aufgebrachte Drehmoment ist dabei größer als der Kraft- oder Drehmomentgrenzwert, welcher zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement übertragbar ist.In the event of a fault in the gear selection device, which is recognized by the control device 212, the valve 276 is opened when an ignition key (not shown) is removed from the ignition lock 243 or when the driver's door is opened, and the pressure chamber 273 is thus connected to the pressure accumulator 275. The pressure in the pressure chamber 273 thus rises sharply and a force acts on the piston 271, which is directed away from the emergency actuation lever 241. The piston 271 thus moves away from the emergency actuation lever 241 and, by means of the pull rod 252, rotates the emergency actuation lever 241 and thus also the output element 230 into the position “P”. The force exerted by the pressure in the pressure chamber 273 or the torque applied is greater as the force or torque limit value that can be transmitted between the drive element and the output element.
Nach einer Behebung des Fehlers, welcher zum Notbetrieb geführt hat, kann das Abtriebselement 230 und damit auch der Not- betätigungshebel 241 wieder mittels des Stellglieds gedreht werden. Wird dabei wieder eine Stellung abweichend von „P" eingestellt, so wird der Kolben 252 wieder in die dargestellte Stellung gebracht. Der Druckspeicher 275 wird mittels einer Pumpe 277 wieder gefüllt, welche von der Steuerungseinrichtung 212 angesteuert wird. Damit ist die Notbetätigungseinrichtung 244 wieder betriebsbereit . Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform kann der Druckspeicher auch als ein hydraulischer Druckspeicher ausgeführt sein. Die Wirkungsweise der Notbetätigungseinrichtung ändert sich dadurch nicht .After the fault that led to emergency operation has been eliminated, the output element 230 and thus also the emergency actuation lever 241 can be rotated again by means of the actuator. If a position other than "P" is set again, the piston 252 is brought back into the position shown. The pressure accumulator 275 is filled again by means of a pump 277, which is controlled by the control device 212. The emergency actuation device 244 is thus ready for operation again , In deviation from the described embodiment, the pressure accumulator can also be designed as a hydraulic pressure accumulator. This does not change the mode of operation of the emergency actuation device.
Die Fahrstufenwähleinrichtung und das Automatikgetriebe können von einer gemeinsamen oder zwei getrennten Steuerungseinrichtung angesteuert werden.The gear selection device and the automatic transmission can be controlled by a common or two separate control devices.
Teile der Fahrstufenwähleinrichtung, wie beispielsweise das Stellglied können auch außerhalb des Gehäuses der Automatikgetriebes angeordnet sein. Parts of the gear selection device, such as the actuator, can also be arranged outside the housing of the automatic transmission.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche DaimlerChrysler AG patent claims
1. Fahrstufenwähleinrichtung für ein Automatikgetriebe eines ' Kraftfahrzeugs, welche über1. Fahrstufenwähleinrichtung for an automatic transmission of an 'automobile, which on
- ein Stellglied (Elektromotor 13) ,an actuator (electric motor 13),
- ein Antriebselement (18) ,- a drive element (18),
- ein Abtriebselement (30) ,- an output element (30),
- zumindest ein Betätigungselement (WählSchieber 39) und- At least one actuating element (selector slide 39) and
- eine Notbetätigungseinrichtung (44) verfügt, und bei der- An emergency actuation device (44), and at
- das Stellglied (Elektromotor 13) im Normalbetrieb über das Antriebselement (18) und das Abtriebselement (30) mit dem Betätigungselement (WählSchieber 39) in Antriebsverbindung steht zur Vorgabe einer Fahrstufe des Automatikgetriebes,- The actuator (electric motor 13) in normal operation via the drive element (18) and the output element (30) with the actuating element (selector slide 39) is in drive connection for specifying a drive level of the automatic transmission,
- die zwischen dem Antriebselement (18) und dem Abtriebselement (30) wirkenden Kräfte oder Drehmomente durch vorgebbare Kraft- oder Drehmomentgrenzwerte begrenzt sind,- The forces or torques acting between the drive element (18) and the output element (30) are limited by predeterminable force or torque limit values,
- in einem Notbetrieb die genannte Antriebsverbindung gelöst wird, so daß eine Relativbewegung zwischen Antriebselement- The above-mentioned drive connection is released in an emergency operation, so that a relative movement between the drive element
(18) und Abtriebselement (30) eintritt und(18) and output element (30) occurs and
- in dem Notbetrieb die Notbetätigungseinrichtung (44) Kräfte oder Drehmomente auf das Abtriebselement (30) ausübt, welche größer als die genannten Kraft- oder Drehmomentgrenzwerte sind d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß direkt nach einer Notbetätigung der Fahrstufenwähleinrichtung (10) zwischen dem Antriebselement (18) und dem Abtriebselement (30) Kräfte oder Drehmomente nach Maßgabe des Stellglieds (Elektromotor 13) übertragbar sind. - In emergency operation, the emergency actuation device (44) exerts forces or torques on the output element (30), which are greater than the force or torque limit values mentioned, characterized in that directly after an emergency actuation of the gear selector device (10) between the drive element (18) and the Output element (30) forces or torques according to the actuator (electric motor 13) can be transmitted.
2. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß2. gear selection device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- mittels der Fahrstufenwähleinrichtung (10) eine Fahrstufe „P" einstellbar und- By means of the gear selector (10) a gear "P" can be set and
- damit mittels des Abtriebselements (30) eine Parksperre einlegbar ist.- So that a parking lock can be inserted by means of the output element (30).
3. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß3. gear selection device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- die Fahrstufenwähleinrichtung (10) zwei Betätigungsrichtungen aufweist,- The gear selection device (10) has two actuation directions,
- die Kraft- oder Drehmoment-Grenzwerte für die zwei Betätigungsrichtungen unterschiedlich sind und- The force or torque limit values for the two actuation directions are different and
- der Kraft- oder Drehmoment-Grenzwert in eine Betätigungs- richtung größer ist als die maximale Kraft oder das maximale Drehmoment, welche mittels der Notbetätigungs- einrichtung (44) aufbringbar sind.- The force or torque limit value in an actuation direction is greater than the maximum force or the maximum torque which can be applied by means of the emergency actuation device (44).
4. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mittels der Notbetätigungseinrichtung (44) ausschließlich die Fahrstufe „P" einlegbar ist.4. gear selection device according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that only the gear "P" can be inserted by means of the emergency operating device (44).
5. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fahrstufenwähleinrichtung (110) eine Notentriegelungs- einrichtung (157) aufweist, mittels welcher die Fahrstufe „P" auslegbar ist.5. gear selection device according to claim 4, so that the gear selection device (110) has an emergency release device (157) by means of which the gear step "P" can be designed.
6. Fahrstufenwähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Notbetätigungseinrichtung (10) und / oder die Notentriegelungseinrichtung (157) von einem Fahrzeugführer, welcher sich an einem für ihn vorgesehenen Platz befindet, betätigbar ist.6. gear selection device according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the emergency actuation device (10) and / or the emergency release device (157) can be actuated by a vehicle driver who is located in a place provided for him.
7. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Notbetätigungseinrichtung (110, 210) und / oder die Notent- riegelungseinrichtung (157) einen Energiespeicher (Spiralfeder 153, 160; Druckspeicher 275) aufweist, welcher vom Fahrzeugführer und/oder mittels eines Auslösestellglieds (Elektromagnet 144; Ventil 276) auslösbar ist.7. speed selector according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the emergency actuation device (110, 210) and / or the emergency release device (157) has an energy store (coil spring 153, 160; pressure store 275) which can be triggered by the vehicle driver and / or by means of a trigger actuator (electromagnet 144; valve 276).
8. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß der Energiespeicher (275) als ein pneumatischer oder hydraulischer Druckspeicher ausgeführt ist.8. gear selection device according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t that the energy store (275) is designed as a pneumatic or hydraulic pressure accumulator.
9. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß9. speed selection device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- das Antriebselement (18) eine hauptsächlich kreisrunde Innenkontur (21) ,- The drive element (18) has a mainly circular inner contour (21),
- das Abtriebselement (30) eine hauptsächlich kreisrunde Außenkontur aufweist und- The output element (30) has a mainly circular outer contour and
- das Antriebselement (18) das Abtriebselement (30) zumindest teilweise umschließt .- The drive element (18) at least partially surrounds the output element (30).
10. Fahrstufenwähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß von einer Steuerungseinrichtung (12) mittels eines Positions- sensors (40) die Stellung des Abtriebselements (30) erfaßbar ist .10. gear selection device according to one of claims 1 to 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the position of the output element (30) can be detected by a control device (12) by means of a position sensor (40).
11. Fahrstufenwähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fahrstufenwähleinrichtung (10) über11. gear selection device according to one of claims 1 to 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gear selection device (10) over
- zumindest einen Sperrbolzen (23) , welcher -- einen Grundkörper (24) und- At least one locking pin (23), which - a base body (24) and
-- einen Zahn (26) aufweist, und- Has a tooth (26), and
- zumindest ein Federelement (Feder 32) , welches den Sperrbolzen (23) beaufschlagt, verfügt , wobei die Kraft oder das Drehmoment vom Antriebselement (18) auf das Abtriebselement (30) mittels des Sperrbolzens (23) übertragbar ist.- At least one spring element (spring 32), which acts on the locking pin (23), the force or torque from the drive element (18) can be transferred to the output element (30) by means of the locking bolt (23).
12. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß12. gear selection device according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- das Abtriebselement (30) zumindest eine Ausnehmung- The output element (30) at least one recess
(29) aufweist, in welcher der Sperrbolzen (23) und das Federelement (Feder 32) angeordnet sind und(29), in which the locking bolt (23) and the spring element (spring 32) are arranged and
- das Antriebselement (18) an der Innenkontur (21) eine Verzahnung (Innenverzahnung 22) aufweist, wobei der Zahn (26) des Sperrbolzens (23) in die Verzahnung (Innenverzahnung 22) eingreift.- The drive element (18) on the inner contour (21) has a toothing (inner toothing 22), wherein the tooth (26) of the locking bolt (23) engages in the toothing (inner toothing 22).
13. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zahn (26) des Sperrbolzens (23)13. speed selection device according to claim 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the tooth (26) of the locking bolt (23)
- zwei Flanken (27, 28) aufweist,- has two flanks (27, 28),
-- wobei bei der Übertragung der Kraft oder des- being in the transmission of force or
Drehmoments in jeweils eine Betätigungsrichtung jeweils eine Flanke (27, 28) im Kraftfluß liegt undTorque in each direction of actuation is a flank (27, 28) in the power flow and
- die Flanken (27, 28) über unterschiedliche Neigungswinkel- The flanks (27, 28) over different angles of inclination
(α, ß) gegenüber dem Grundkörper (24) verfügen.(α, ß) compared to the base body (24).
14. Fahrstufenwähleinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Antriebselement (18) einstückig mit einem Element des Stellglieds ausgeführt ist. 14. gear selection device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n e e c h e n that the drive element (18) is made in one piece with an element of the actuator.
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