WO2013189655A1 - Vorrichtung zum betätigen eines verriegelungsmechanismus - Google Patents

Vorrichtung zum betätigen eines verriegelungsmechanismus Download PDF

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WO2013189655A1
WO2013189655A1 PCT/EP2013/059125 EP2013059125W WO2013189655A1 WO 2013189655 A1 WO2013189655 A1 WO 2013189655A1 EP 2013059125 W EP2013059125 W EP 2013059125W WO 2013189655 A1 WO2013189655 A1 WO 2013189655A1
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locking mechanism
piston unit
equivalent
actuating
axial position
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PCT/EP2013/059125
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Christian Popp
Stefan Meschenmoser
Thilo Schmidt
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H63/3475—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using solenoids

Definitions

  • the invention relates to a device for actuating a locking mechanism according to the closer defined in the preamble of claim 1 and 4, respectively.
  • a parking lock actuation device and a drive step selection device for an automatic transmission of a motor vehicle are known from DE 102 45 386 A1.
  • the parking lock actuator is designed with a parking lock cone, through which the parking brake can be switched on and laid out.
  • One end of the parking lock cone is connected in one of the presented embodiments of the parking brake actuating device with a lever which is rotatably mounted on a bearing. Upon rotation of the lever around the bearing of the parking lock cone is moved in the axial direction.
  • the lever is connected via a rod with an actuating piston or a piston unit which is arranged axially displaceably in a cylinder.
  • a Einlegeenergy prayer is arranged in the form of a spring or a parking brake insert spring.
  • the parking lock insert spring exerts a force on the actuating piston, which is directed away from the bearing.
  • the parking lock actuating device has an unlocking device.
  • a delivery piston is additionally arranged in the cylinder.
  • an unlocking energy storage in the form of another spring or a parking brake deployment spring is arranged between one end of the cylinder, which is opposite to the end facing the bearing.
  • the parking lock deployment spring exerts a force on the extension piston in the direction of the bearing and presses the extension piston against a lock in the form of a solenoid which comprises an electromagnetically actuated locking pin.
  • a pressure chamber formed by the actuating piston, the extension piston and the cylinder is connected via a pressure line to a hydraulic system of the automatic transmission.
  • a parking barrier pressure In the pressure room there is a parking barrier pressure.
  • the connection to a pump, which is powered by a drive machine of the force vehicle is driven, manufactured or interrupted. If this connection is made and the working pressure generated by the pump, big ß enough, so acts on the actuating piston, a force in the direction of the bearing, which moves the actuating piston against the force of the parking brake insert spring in the direction of the camp.
  • the lever performs a counterclockwise rotation and the parking lock is designed.
  • the force of the parking lock insert spring on the actuating piston is greater than the oppositely acting force.
  • the actuating piston is moved away from the bearing and the lever thus performs a clockwise rotation.
  • the parking lock is then engaged.
  • a decrease in the parking brake pressure below the limit can be achieved by interrupting the connection between the pressure chamber and the hydraulic system and simultaneously connecting the pressure chamber with a tank, not shown.
  • the parking barrier pressure may drop. An interpretation of the parking brake with no longer sufficient working pressure is thus not possible without the unlocking device.
  • the solenoid is controlled via the control device such that the locking of the Auslegekolbens repealed and thus the Auslegekolben is moved by means of the parking lock deployment spring in the direction of the camp.
  • the parking brake deployment spring is dimensioned so that the expansion piston is moved, hits the actuating piston and this also moves with.
  • the lever performs a counterclockwise rotation and the parking lock is designed.
  • the extension piston is moved against the force of the parking brake deployment spring into the illustrated starting position and locked by means of the lifting magnet or the locking pin.
  • the unlocking device is ready for use again.
  • the actuating piston is moved against the force of the parking brake insert spring in the direction of the bearing and thus designed the parking brake. This will increase the energy level of the infeed energy Memory in the form of the parking brake insert spring increased by means of the parking lock pressure.
  • the parking lock can be designed via a corresponding actuating pressure.
  • the parking brake is also via a spring store, which is normally locked electrolessly locked by an electromagnetic blocking magnet, by appropriate energization of the blocking magnet interpretable.
  • the parking brake below the required pressure level after unlocking via the spring accumulator is no longer insertable, since this requires a corresponding pressure level.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a device for actuating a locking mechanism available, by means of which safety-critical operating conditions in the event of a fault are avoidable.
  • the first device according to the invention for actuating a locking mechanism described in patent claim 1, in particular for actuating a parking brake device of a drive train of a vehicle designed with an automatic transmission, has at least one in the closing direction of the drive.
  • the latching device has two locking devices, both of which can be deactivated by the release element.
  • the first locking device in the activated state, holds the piston unit in a position equivalent to the closed state of the locking mechanism. This serves to protect against an adjustment of the locking mechanism from its closed state in the opening direction due to a failure of the hydraulic control of the piston unit.
  • the second locking device when activated, holds the piston unit in a position equivalent to the open state of the locking mechanism when the piston unit is de-pressurized after reaching its equivalent position to the open state of the locking mechanism.
  • Both locking devices can be designed as mechanical locking devices. It can be provided that the latching device for holding the piston unit is automatically activated in a position equivalent to a closed state of the locking mechanism and for releasing a movement of the piston unit, starting from the position equivalent to the closed state of the locking mechanism in the direction of the open state of the Locking mechanism equivalent position can be deactivated.
  • the latching device for holding the piston unit in an equivalent to a closed state of the locking mechanism axial position automatically activating and releasing a movement of the piston unit from the closed state of the locking mechanism equivalent axial position in the direction of the open state of the locking mechanism equivalent can be deactivated in the axial position.
  • both devices of the invention is a faulty release of the locking mechanism or a transfer of the locking mechanism in an open operating state with energized electromagnet avoided by an erroneous application of the piston unit with acting in the direction of an open state of the locking mechanism axial position actuating pressure in a simple manner in which safety-critical operating states of a vehicle designed with the device are not caused in the event of a fault.
  • a remote start of a vehicle means a start of the engine of the vehicle by remote control without a driver being in the vehicle.
  • a remote start is for example of an operator performed to warm up a vehicle or to cool the interior by means of air conditioning.
  • the device according to the invention is integrated into a parking lock system of a vehicle with an electric circuit, the device is designed with an additional safety device in order to set the parking lock in the event of a fault, i. H. in case of faulty hydraulic pressure of the piston unit, to prevent.
  • the latching device for releasing the movement of the piston unit, starting from the closed to the state of the locking mechanism equivalent axial position in the direction of the open state of the locking mechanism equivalent axial position again via the release element can be deactivated.
  • the release element is operatively connected to an armature element assigned to the electromagnet, the release element can be arranged at a distance from the electromagnet and can nevertheless be actuated by it with little constructive effort.
  • the release element and the anchor element are operatively connected to one another in a structurally simple manner via an anchor rod.
  • the latching means formed with at least one with the piston unit in the open state of the locking mechanism or in the closed state of the locking mechanism equivalent axial position of the piston unit operatively connected blocking element, by means of which the piston unit in the open or to the closed State of the locking mechanism equivalent axial position in the activated operating state of the locking device is durable, the piston unit is held in each case via a form-fitting in the desired position, which can be realized with little manufacturing effort.
  • the at least one blocking element for activating the latching device can be guided by the release element into recesses of the piston element or a region operatively connected thereto.
  • a likewise structurally simple and cost-effective embodiment of the device according to the invention is characterized in that the at least one locking element engages in a first recess in the state in which the locking element holds the piston unit in the axial position equivalent to the open state of the locking mechanism Condition in which the locking member holds the piston unit in the axial position equivalent to the closed state of the locking mechanism, engages in a second recess.
  • the blocking element in energized operating state of the electromagnet from the release element in the second recess is durable and feasible in the de-energized operating state of the electromagnet of a voltage applied to the piston unit hydraulic force from the second recess is, ensures that the release element on the electromagnet can be actuated without external force and in the case of an erroneous pressurization of the piston unit with hydraulic pressure resulting from this hydraulic pressure and acting on the piston unit axial force does not disable the latch and unwanted opening of the locking mechanism or a layout of the parking brake device is avoided.
  • the sole figure of the drawing shows a highly schematic partial representation of a device for actuating a locking mechanism designed as a parking brake device.
  • a schematic partial longitudinal section of a device 1 for actuating a presently embodied as a parking brake device locking mechanism 2 is shown.
  • the apparatus 1 comprises in a manner known per se a piston unit 5 which can be acted upon by a fluid and actuated in dependence on the fluid pressure against a spring device 3 acting in the closing direction of the locking mechanism 2 in the opening direction of the locking mechanism and displaceably arranged in a cylinder 4 in the axial direction.
  • the deflection mechanism 7 comprises a turntable 8 which is rotatable in the region of a bolt 9.
  • the spring device 3 is presently designed as a tension spring and connected at one end to the hub 8 and supports at the other end in the area of a housing 10.
  • the hub 8 is operatively connected to a parking lock bar 1 1, which is coupled to a parking lock cone 12.
  • the parking lock cone 12 interacts with a parking pawl 13.
  • the parking pawl 13 is engageable via an axial movement of the piston unit 5 with a non-rotatably connected to an output of a drive train gear lock gear 14 to represent an output rotatably. If the parking pawl 13 is guided over a thereto opposite axial movement of the piston unit 5 or out of engagement with the parking lock gear 14, the parking brake device is designed and the output is rotatable.
  • the device 1 is provided with a latching mechanism 15 automatically activating in an axial position of the piston unit 5, which is equivalent to an open state of the latch mechanism 2, for holding the piston unit 5 in the axial position equivalent to the opened state of the latch mechanism 2.
  • the latch 15 also activates in an axial position of the piston unit 5 equivalent to a closed state of the latch mechanism 2 so as to hold the piston unit 5 in the axial position equivalent to the closed state of the latch mechanism 2.
  • the device 1 also has an electromagnetic actuator 17 for actuating a release element 18, via which the latching device 15 can be deactivated in the manner described later.
  • the release element 18 is presently connected to an anchor rod 19 and arranged longitudinally movably in the interior of the cylinder 4 together with the anchor rod 19 and an armature element 20, which in turn is operatively connected thereto.
  • the release element 18, the anchor rod 19 and the anchor member 20 are acted upon by an adjusting device 21 with a force acting in the direction of an equivalent to the deactivated operating state of the latching device 15 position actuator.
  • the adjusting device 21 comprises a spring device 22, which is arranged between a housing-fixed component 23 and the release element 18 and is pushed onto the anchor rod 19.
  • the piston unit 5 is supplied via a so-called parking lock valve 31 with a system pressure p_sys of a hydraulic system of an automatic transmission when the parking brake device is to be designed.
  • the device 1 shown in the figure in the normal operating mode, during which the piston unit 5 in the region of an active surface 24 with a fluid pressure can be acted upon and the electromagnetic actuator 17 can be energized, the following operation on:
  • the piston unit 5 In the operating state of the device 1 illustrated in the figure, to which the release element 18, the anchor rod 19 and the armature element 20 in their axial position equivalent to an activated operating state of the latching device 15 against the spring force of the spring means 22 of a solenoid energized electromagnet 25 of the electromagnetic actuator 17, the piston unit 5 is in an axial position equivalent to a closed state of the lock mechanism 2 and an engaged operation state of the parking lock device, respectively.
  • the latching device 15 is activated and holds the piston unit 5 in the illustrated axial position.
  • An automatic disengagement of the parking brake device in the case of faulty fluid pressure in the area of the active surface 24 of the piston unit 5 which is incorrectly applied to the piston unit 5 is reliably avoided by the activated locking device 15.
  • the electromagnet 25 can either be screwed axially with the housing-fixed component 23 or can be fixed by a metal sheet in the axial direction in order to be able to support the axial tensile and compressive forces acting on the housing side during operation of the device 1. If the parking brake device is to be designed on the basis of a desired driver input, which preferably takes place via a drive step selection device, an energization of the electromagnet 25 of the electromagnetic drive device 17 is interrupted. As a result, the magnetic force applied to the armature element 20 drops toward zero and the release element 18 is displaced in the direction of the driving pin 6 due to the falling magnetic force of the electromagnet 25 from the spring force of the spring device 22 of the adjusting device 21 from the axial position shown in the figure ,
  • the release element 18 is formed with a substantially constant diameter cylindrical region 18A, which is adjoined in the axial direction on the side facing the electromagnetic actuator 17 by a frusto-conical region 18B whose largest diameter substantially corresponds to the diameter of the cylindrical region 18B and whose diameter decreases steadily in the direction of the electromagnetic actuator 17 in the direction of a minimum diameter value.
  • spherical locking elements 26 On the release element 18 are more distributed over the circumference of the release element 18 arranged spherical locking elements 26, which are held in radial bores 16 of the housing-fixed component 23 in the axial direction and are radially displaceable in the radial bores 16 depending on an axial position of the release element 18.
  • the locking elements 26 In the axial position of the release element 18 shown in the figure, the locking elements 26 abut substantially on the diameter level of the cylindrical portion 18A on the release element 18 and are radially outwardly through the radial bores 16 of the housing-fixed component 23 in a first recess 27 of the piston unit fifth postponed.
  • the first recess 27 is in the present case designed as an annular groove and bounded in the axial direction by two surfaces 27A and 27B.
  • the surfaces 27A and 27B are respectively pivoted or inclined with respect to a radial plane perpendicular to the axis of symmetry 29 of the device 1 by a blocking angle ⁇ or ⁇ , in order to enable the later described operation of the device 1 during an activated operating state of the latching device 15 ensure and the locking device 15 in the desired To be able to safely transfer the scope from the activated operating state to the deactivated operating state.
  • the locking elements 26 are no longer from the release element 18 in the in the figure held shown radial position.
  • the locking elements 26 are with increasing axial travel of the release element 18 in the region of the frusto-conical portion 18 B on the release element 18 and slide due to the relative to the cylindrical portion 18 A increasingly reducing diameter radially inward until they no longer positively engage in the first recess 27.
  • the piston unit 5 If the piston unit 5 is acted upon by a corresponding pressurization in the area of the active surface 24 with a force acting in the direction of the electromagnetic actuator 17 hydraulic force, the piston unit 5 is displaced in the direction of the electromagnetic actuator 17 with deactivated latching device 17 and guides the locking elements 26 in the radial direction inwards additionally out of the first recess 27, if they still engage at least partially in the first recess 27.
  • This axial movement of the piston unit 5 causes the hub 8 is pivoted about the pin 9 against the designed as a tension spring device 3.
  • the rotational movement of the turntable 8 in turn means that the parking lock bar 1 1 connected to the turntable 8 is also substantially displaced in the axial direction and the parking lock cone 12 is led out of the axial position shown in the figure between a housing-fixed component 30 and the parking pawl 13 becomes.
  • the spring-loaded in the direction of the housing-fixed member 30 parking pawl 13 is guided out of engagement with the parking lock gear 14 and the parking brake device is designed or the locking mechanism is opened.
  • the electromagnet 25 of the electromagnetic Actuator 17 energized to adjust the release member 18 against the spring force of the spring means 22 of the adjusting device 21 in the axial position shown in the figure.
  • the second recess 28 is also delimited by two surfaces 28A and 28B in the axial direction of the piston element 5.
  • the surfaces 28A and 28B each include a blocking angle ⁇ or ⁇ relative to a radial plane perpendicular to the axis of symmetry 29. This ensures that an activated operating state of the locking device 1 5 is maintained to the desired extent and with a corresponding request for deactivating the locking device 15, the deactivation without clamping the locking elements 26 in the region of the second recess 28 is feasible, as in an interaction of Barrier elements 26 with the first recess 27 is the case.
  • the device 1 has a locking function, via which the parking brake device in the unprinted operating state of the piston unit 5 in the designed operating state is durable.
  • This locking function is realized in the present case by the above-described electromechanically actuated ball detent mechanism. Deviating from this, it is also possible to realize the locking function of the device via a latching hook mechanism or the like.
  • the piston unit 5 has the locking function in the region of the recesses 27 and 28 in the form of the inclined surfaces 27A and 27B or 28A and 28B each have a corresponding locking geometry, which is effective either in laid or when parking brake device inserted.
  • electromagnet 25 is an undesirable transfer of the parking brake device from the inserted operating condition in the designed operating condition for faulty loading of the piston unit 5 with hydraulic pressure in the area of the active surface 24 by the present in the locking device 15 positive connection between the locking elements 26 and Piston unit 5 mechanically avoided in the region of the first recess 27.
  • the groove geometry or the locking angles ⁇ and ⁇ in the region of the second recess 28 and the locking angles ⁇ and ⁇ in the region of the first recess 27 and the design of the control surfaces of the release element 18 in the region of the cylindrical portion 18A and the frusto-conical portion 18B are the in Inelucted and geometrically adjusted in the designed operating state of the parking brake device present requirements.
  • the latching device 15 is designed in the region of the second recess 28 and in the region of the release element 18 such that the electromagnet 25, the anchor element 20, the anchor rod 19 and the release element 18 in the manner shown in the figure against the spring force of the spring device 22 at can simultaneously hold low operating current and the interruption of the energization, the latching device 1 5 is adjusted by axial displacement of the release element 18 by the spring means 22 and the positive connection between the housing-fixed member 23 and the piston unit 5 is released securely on the locking elements 26 and the latching device 15th is deactivated to the desired extent in order to insert the parking brake device can.
  • the parking brake device is closed and if this operating state is to be maintained safely, it is to be ensured via the locking geometry of the latching device 15 in the region of the first recess 27 by appropriate design of the locking angle ⁇ and ⁇ in conjunction with the embodiment of the release element 18 that the release element 18 be replaced by a locking element appropriate energization of the electrical magnets 25 in the axial position shown in the figure without external force via the electromagnet 25 is possible.
  • the spring force of the spring device 3 and the parking brake leg spring is collected in the housing 10, which may be a housing of a hydraulic control unit or a transmission.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus (2), insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, beschrieben. Die Vorrichtung (1) weist eine in axialer Richtung verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit (5), eine in einer zu einem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit (5) selbsttätig aktivierende Rasteinrichtung (15) zum Halten der Kolbeneinheit (5) in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position und eine Betätigungseinrichtung (17) zum Betätigen eines Löseelementes (18) auf, das zum Deaktivieren der Rasteinrichtung (15) vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Rasteinrichtung (15) zum Halten der Kolbeneinheit (5) in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position selbsttätig aktivierend ausgeführt und zur Freigabe einer Bewegung der Kolbeneinheit (5) ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position deaktivierbar.

Description

Vorrichtung zum Betätigen eines Verrieqelunqsmechanismus
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 4 näher definierten Art.
Eine Parksperrenbetätigungseinrichtung und eine Fahrstufenwähleinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges sind aus der DE 102 45 386 A1 bekannt. Die Parksperrenbetätigungseinrichtung ist mit einem Parksperrenkegel ausgeführt, über den die Parksperre ein- und ausgelegt werden kann. Ein Ende des Parksperrenkegels ist bei einer der vorgestellten Ausführungsformen der Parksper- renbetätigungseinrichtung mit einem Hebel verbunden, welcher an einem Lager drehbar gelagert ist. Bei einer Drehung des Hebels um das Lager wird der Parksperrenkegel in axialer Richtung verschoben. Der Hebel ist über eine Stange mit einem Betätigungskolben bzw. einer Kolbeneinheit verbunden, die axial verschiebbar in einem Zylinder angeordnet ist. Zwischen dem Betätigungskolben und einem dem Lager zugewandten Ende des Zylinders ist ein Einlegeenergiespeicher in Form einer Feder bzw. einer Parksperren-Einlegefeder angeordnet. Die Parksperren-Einlegefeder übt eine Kraft auf den Betätigungskolben aus, die vom Lager weg gerichtet ist.
Des Weiteren weist die Parksperrenbetätigungseinrichtung eine Entriegelungsvorrichtung auf. Hierfür ist im Zylinder zusätzlich ein Auslegekolben angeordnet. Zwischen einem Ende des Zylinders, das dem dem Lager zugewandten Ende gegenüberliegt, und dem Auslegekolben ist ein Entriegelungs-Energiespeicher in Form einer weiteren Feder bzw. einer Parksperren-Auslegefeder angeordnet. Die Parksperren-Auslegefeder übt eine Kraft auf den Auslegekolben in Richtung des Lagers aus und drückt den Auslegekolben gegen eine Arretierung in Form eines Hubmagneten, der einen elektromagnetisch betätigbaren Arretierungsstift umfasst.
Ein vom Betätigungskolben, vom Auslegekolben und dem Zylinder gebildeter Druckraum ist über eine Druckleitung mit einem Hydrauliksystem des Automatikgetriebes verbunden. Im Druckraum herrscht ein Parksperrendruck. Mittels eines Ventils kann die Verbindung zu einer Pumpe, die von einer Antriebsmaschine des Kraft- fahrzeugs angetrieben wird, hergestellt oder unterbrochen werden. Ist diese Verbindung hergestellt und der Arbeitsdruck, der von der Pumpe erzeugt wird, gro ß genug, so wirkt auf den Betätigungskolben eine Kraft in Richtung des Lagers, die den Betätigungskolben gegen die Kraft der Parksperren-Einlegefeder in Richtung des Lagers bewegt. Damit führt der Hebel eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn aus und die Parksperre wird ausgelegt.
Sinkt der Parksperrendruck unter einen Grenzwert, so ist die Kraft der Parksperren-Einlegefeder auf den Betätigungskolben größer als die entgegengesetzt wirkende Kraft. Damit wird der Betätigungskolben vom Lager weg bewegt und der Hebel führt damit eine Drehung im Uhrzeigersinn aus. Die Parksperre wird dann eingelegt. Ein Absinken des Parksperrendrucks unter den Grenzwert kann durch eine Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Hydrauliksystem und gleichzeitigem Verbinden des Druckraums mit einem nicht dargestellten Tank erreicht werden. Weiterhin kann durch Absinken des Arbeitsdrucks, beispielsweise durch ein Abstellen der Antriebsmaschine, der Parksperrendruck absinken. Ein Auslegen der Parksperre bei nicht mehr ausreichendem Arbeitsdruck ist damit ohne die Entriegelungsvorrichtung nicht möglich.
Soll die Parksperre bei ungenügendem Arbeitsdruck ausgelegt werden, wird der Hubmagnet über die Steuerungseinrichtung derart angesteuert, dass die Arretierung des Auslegekolbens aufgehoben und damit der Auslegekolben mittels der Parksperren-Auslegefeder in Richtung des Lagers bewegt wird. Die Parksperren- Auslegefeder ist so dimensioniert, dass der Auslegekolben bewegt wird, auf den Betätigungskolben trifft und diesen ebenfalls mit verschiebt. Damit führt der Hebel eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn aus und die Parksperre wird ausgelegt.
Wird der Parksperrendruck wieder erhöht, so wird der Auslegekolben gegen die Kraft der Parksperren-Auslegefeder in die dargestellte Ausgangslage bewegt und mittels des Hubmagneten bzw. des Arretierungsstiftes arretiert. Die Entriegelungsvorrichtung ist damit wieder betriebsbereit. Gleichzeitig wird der Betätigungskolben gegen die Kraft der Parksperren-Einlegefeder in Richtung des Lagers bewegt und damit die Parksperre ausgelegt. Damit wird das Energieniveau des Einlegeenergie- Speichers in Form der Parksperren-Einlegefeder mittels des Parksperrendrucks erhöht.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform der Parksperrenbetätigungsein- richtung ist die Parksperre über einen entsprechenden Betätigungsdruck auslegbar. Unterhalb des erforderlichen Auslegedruckniveaus ist die Parksperre auch über einen Federspeicher, der üblicherweise über einen elektromagnetischen Sperrmagneten stromlos verriegelt ist, durch entsprechende Bestromung des Sperrmagneten auslegbar.
Nachteilhafterweise ist die Parksperre unterhalb des erforderlichen Druckniveaus nach der Entriegelung über den Federspeicher nicht mehr einlegbar, da hierfür ein entsprechendes Druckniveau erforderlich ist. Das bedeutet, dass die über den Federspeicher in den geöffneten Betriebszustand überführte Parksperre nur durch entsprechende Beaufschlagung mit Hydraulikdruck einlegbar ist. Liegt eine entsprechende Funktionsstörung im Bereich des Hydrauliksystems oder im Bereich des den mechanischen Sperrmagneten mit Strom versorgenden elektrischen Systems vor, wird die Parksperre ausgelegt oder gar nicht erst eingelegt, was jedoch unter Umständen sicherheitskritische Betriebszustände eines mit dem Parksperrensystem ausgeführten Fahrzeuges verursachen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus zur Verfügung zu stellen, mittels welcher sicherheitskritische Betriebszustände im Fehlerfall vermeidbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
Die im Patentanspruch 1 beschriebene ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, weist zumindest eine in Schließrichtung des Ver- riegelungsmechanismus angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus hydraulisch betätigbare Kolbeneinheit auf, eine Rasteinrichtung (15) zum Halten der Kolbeneinheit in einer definierten Position, sowie eine Betätigungseinrichtung mit einem Elektromagnet zum Betätigen eines Löseelements, welches zum Deaktivieren der Rasteinrichtung vorgesehen ist und über eine Verstelieinrichtung mit einer in Richtung einer zu dem deaktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung äquivalenten Stellung wirkenden Stell kraft beaufschlagt ist.
Erfindungsgemäß weist hier die Rasteinrichtung zwei Verriegelungseinrichtungen auf, die beide von dem Löseelement deaktivierbar sind. Die erste Verriegelungseinrichtung hält im aktivierten Zustand die Kolbeneinheit in einer zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position. Dies dient der Absicherung gegen ein Verstellen des Verriegelungsmechanismus ausgehend von seinem geschlossenen Zustand in Öffnungsrichtung infolge eines Fehlers der hydraulischen Ansteuerung der Kolbeneinheit. Die zweite Verriegelungseinrichtung hält im aktivierten Zustand die Kolbeneinheit in einer zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position hält, wenn die Kolbeneinheit nach Erreichen ihrer zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position drucklos geschaltet wird.
Beide Verriegelungseinrichtungen können als mechanische Verriegelungseinrichtungen ausgeführt sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Rasteinrichtung zum Halten der Kolbeneinheit in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position selbsttätig aktivierend ausgeführt ist und zur Freigabe einer Bewegung der Kolbeneinheit ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten Position deaktivierbar ist.
Bei der im Patentanspruch 4 beschriebenen zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus, insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, ist wenigstens eine in Schließrichtung des Ver- riegelungsmechanismus angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus hydraulisch betätigbare sowie in axialer Richtung verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit, eine in einer zu einem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit selbsttätig aktivierende Rasteinrichtung zum Halten der Kolbeneinheit in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position und eine Betätigungseinrichtung mit einem Elektromagnet zum Betätigen eines Löseelementes vorgesehen, das zum Deaktivieren der Rasteinrichtung vorgesehen ist und über eine Versteileinrichtung mit einer in Richtung einer zu dem deaktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung äquivalenten Stellung wirkenden Stell kraft beaufschlagt ist.
Erfindungsgemäß ist hier die Rasteinrichtung zum Halten der Kolbeneinheit in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position selbsttätig aktivierend ausgeführt und zur Freigabe einer Bewegung der Kolbeneinheit ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position deaktivierbar.
Über beide erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist ein fehlerhaftes Lösen des Verriegelungsmechanismus bzw. ein Überführen des Verriegelungsmechanismus in einen geöffneten Betriebszustand bei bestromtem Elektromagnet durch eine fehlerhafte Beaufschlagung der Kolbeneinheit mit einem in Richtung einer zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position wirkenden Betätigungsdruck auf einfache Art und Weise vermieden, womit sicherheitskritische Betriebszustände eines mit der Vorrichtung ausgeführten Fahrzeuges im Fehlerfall nicht verursacht werden.
Dies ist insbesondere bei einem so genannten Remote-Start eines Fahrzeuges vorteilhaft, das mit einem an sich bekannten elektrischen Schaltungskonzept ausgeführt ist. Vorliegend wird unter einem Remote-Start eines Fahrzeuges ein Start der Antriebsmaschine des Fahrzeugs per Fernbedienung verstanden, ohne dass ein Fahrer sich im Fahrzeug befindet. Ein solcher Remote-Start wird beispielsweise von einer Bedienperson durchgeführt, um ein Fahrzeug warmlaufen zu lassen oder den Innenraum mittels Klimaanlage zu kühlen.
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in ein Parksperrensystem eines Fahrzeuges mit elektrischer Schaltung integriert, ist die Vorrichtung mit einer zusätzlichen Sicherung ausgebildet, um das Auslegen der Parksperre im Fehlerfall, d. h. bei fehlerhafter hydraulischer Bedruckung der Kolbeneinheit, zu verhindern.
Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Rasteinrichtung zur Freigabe der Bewegung der Kolbeneinheit ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position wiederum über das Löseelement deaktivierbar.
Ist das Löseelement mit einem dem Elektromagnet zugeordneten Ankerelement wirkverbunden, ist das Löseelement vom Elektromagnet beabstandet anorden- bar und trotzdem mit geringem konstruktivem Aufwand von diesem betätigbar.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Löseelement und das Ankerelement auf konstruktiv einfache Art und Weise über eine Ankerstange miteinander wirkverbunden.
Ist die Rasteinrichtung mit wenigstens einem mit der Kolbeneinheit in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus oder in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit in Wirkverbindung stehenden Sperrelement ausgebildet, mittels dem die Kolbeneinheit in der zu dem geöffneten oder zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position in aktiviertem Betriebszustand der Rasteinrichtung haltbar ist, wird die Kolbeneinheit jeweils über einen Formschluss in der gewünschten Position gehalten, der mit geringem Fertigungsaufwand realisierbar ist. Bei einer ebenfalls einfachen und kostengünstig herstellbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das wenigstens eine Sperrelement zum Aktivieren der Rasteinrichtung vom Löseelement in Aussparungen des Kolbenelementes oder eines damit wirkverbunden Bereiches führbar.
Eine ebenfalls konstruktiv einfach ausgebildete und kostengünstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sperrelement in dem Zustand, zu dem das Sperrelement die Kolbeneinheit in der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position hält, in eine erste Aussparung eingreift und in dem Zustand, zu dem das Sperrelement die Kolbeneinheit in der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus äquivalenten axialen Position hält, in eine zweite Aussparung eingreift.
Sind mit dem Sperrelement zusammenwirkende Flächen des Löseelementes und der ersten Aussparung derart aufeinander abgestimmt, dass das Sperrelement in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten vom Löseelement in der ersten Aussparung haltbar ist und das Sperrelement in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten von der an der Kolbeneinheit anliegenden Federkraft aus der ersten Aussparung führbar ist, ist auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass die Rasteinrichtung unter der Krafteinwirkung der an der Kolbeneinheit angreifenden Federkraft über ein geringe elektromagnetseitige Haltekraft in aktiviertem Betriebszustand haltbar ist und die Rasteinrichtung bei unbestromtem Elektromagnet in ihren deaktivierten Betriebszustand überführt wird, um den Verriegelungsmechanismus in den geöffneten Betriebszustand überführen bzw. eine Parksperreneinrichtung einlegen zu können.
Sind mit dem Sperrelement zusammenwirkende Flächen des Löseelementes und der zweiten Aussparung derart aufeinander abgestimmt, dass das Sperrelement in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten vom Löseelement in der zweiten Aussparung haltbar ist und in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten von einer an der Kolbeneinheit anliegenden Hydraulikkraft aus der zweiten Aussparung führbar ist, ist gewährleistet, dass das Löseelement über den Elektromagnet ohne äußere Krafteinwirkung betätigbar ist und im Falle einer fehlerhaften Beaufschlagung der Kolbeneinheit mit Hydraulikdruck die aus diesem Hydraulikdruck resultierende und an der Kolbeneinheit angreifende Axialkraft die Rasteinrichtung nicht deaktiviert und ein unerwünschtes Öffnen des Verriegelungsmechanismus bzw. ein Auslegen der Parksperreneinrichtung vermieden wird.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Teildarstellung einer Vorrichtung zum Betätigen eines als Parksperreneinrichtung ausgeführten Verriegelungsmechanismus.
In der Figur ist ein schematisierter Teillängsanschnitt einer Vorrichtung 1 zum Betätigen eines vorliegend als Parksperreneinrichtung ausgeführten Verriegelungsmechanismus 2 dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist in an sich bekannter Art und Weise eine mit einem Fluid beaufschlagbare und in Abhängigkeit des Fluiddrucks entgegen einer in Schließrichtung des Verriegelungsmechanismus 2 wirkenden Federeinrichtung 3 in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus betätigbare und in axialer Richtung in einem Zylinder 4 verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit 5 auf, die über einen Mitnahmestift 6 mit einem Umlenkmechanismus 7 verbunden ist. Der Umlenkmechanismus 7 umfasst vorliegend eine Drehscheibe 8, die im Bereich eines Bolzens 9 drehbar ausgeführt ist. Die Federeinrichtung 3 ist vorliegend als Zugfeder ausgebildet und einenends mit der Drehscheibe 8 verbunden und stützt sich anderenends im Bereich eines Gehäuses 10 ab. Zusätzlich ist die Drehscheibe 8 mit einer Parksperrenstange 1 1 wirkverbunden, die mit einem Parksperrenkonus 12 gekoppelt ist. Der Parksperrenkonus 12 wirkt mit einer Parksperrenklinke 13 zusammen. Die Parksperrenklinke 13 ist über eine axiale Bewegung der Kolbeneinheit 5 mit einem mit einem Abtrieb eines Antriebsstranges drehfest verbundenen Parksperrenrad 14 in Eingriff bringbar, um einen Abtrieb drehfest darzustellen. Wird die Parksperrenklinke 13 über eine hierzu entgegengesetzte axiale Bewegung der Kolbeneinheit 5 oder aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad 14 geführt, ist die Parksperreneinrichtung ausgelegt und der Abtrieb drehbar.
Des Weiteren ist die Vorrichtung 1 mit einer in einer zu einem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit 5 selbsttätig aktivierenden Rasteinrichtung 15 zum Halten der Kolbeneinheit 5 in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position ausgeführt. Darüber hinaus aktiviert sich die Rasteinrichtung 15 auch in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit 5, um die Kolbeneinheit 5 in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position halten zu können.
Die Vorrichtung 1 weist auch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 17 zum Betätigen eines Löseelementes 18 auf, über das die Rasteinrichtung 15 in der später beschriebenen Art und Weise deaktivierbar ist. Das Löseelement 18 ist vorliegend mit einer Ankerstange 19 verbunden und gemeinsam mit der Ankerstange 19 sowie einem wiederum damit wirkverbundenen Ankerelement 20 längsbeweglich im Inneren des Zylinders 4 angeordnet. Das Löseelement 18, die Ankerstange 19 und das Ankerelement 20 sind über eine VerStelleinrichtung 21 mit einer in Richtung einer zu dem deaktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung 15 äquivalenten Stellung wirkenden Stell kraft beaufschlagt. Hierfür umfasst die Verstelleinrich- tung 21 eine Federeinrichtung 22, die zwischen einem gehäusefesten Bauteil 23 und dem Löseelement 18 angeordnet ist und auf die Ankerstange 19 aufgeschoben ist. Bei geöffneter Parksperreneinrichtung und gleichzeitig aktivierter Rasteinrichtung 15 greift an der Kolbeneinheit 5 die Federkraft der Federeinrichtung 3 an, die die Kolbeneinheit 5 gegen die Haltekraft der Rasteinrichtung 15 in die in der Figur dargestellte axiale Position an der Kolbeneinheit 5 angreift. Hiervon abweichend besteht auch die Möglichkeit, die Federeinrichtung 3 als Druckfeder auszuführen, um die Kolbeneinheit 5 mit einer Kolbeneinheit 5 von der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 weg gerichteten axialen Stell kraft zu beaufschlagen.
Die Kolbeneinheit 5 wird vorliegend über ein so genanntes Parksperrenventil 31 mit einem Systemdruck p_sys eines Hydrauliksystems eines Automatgetriebes versorgt, wenn die Parksperreneinrichtung ausgelegt werden soll.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung 1 weist im normalen Betriebsmodus, während dem die Kolbeneinheit 5 im Bereich einer Wirkfläche 24 mit einem Fluid- druck beaufschlagbar ist und die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 17 bestrombar ist, folgende Funktionsweise auf:
In dem in der Figur dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 1 , zu dem das Löseelement 18, die Ankerstange 19 und das Ankerelement 20 in ihrer zu einem aktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung 15 äquivalenten axialen Position entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 22 von einem bestromten Elektromagneten 25 der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 gehalten sind, befindet sich die Kolbeneinheit 5 in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus 2 bzw. zu einem eingelegten Betriebszustand der Parksperreneinrichtung äquivalenten axialen Position. Die Rasteinrichtung 15 ist aktiviert und hält die Kolbeneinheit 5 in der dargestellten axialen Position. Ein selbsttätiges Auslegen der Parksperreneinrichtung bei fehlerhaft an der Kolbeneinheit 5 anliegendem Fluid- druck im Bereich der Wirkfläche 24 der Kolbeneinheit 5 wird durch die aktivierte Rasteinrichtung 15 sicher vermieden. Der Elektromagnet 25 ist entweder axial mit dem gehäusefesten Bauteil 23 verschraubbar oder durch ein Blech in axialer Richtung fixierbar, um die im Betrieb der Vorrichtung 1 wirkenden axialen Zug- und Druckkräfte gehäuseseitig abstützen zu können. Soll die Parksperreneinrichtung aufgrund einer Fahrerwunschvorgabe ausgelegt werden, die vorzugsweise über eine Fahrstufenwähleinrichtung ergeht, wird eine Bestromung des Elektromagneten 25 der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 unterbrochen. Dies führt dazu, dass die am Ankerelement 20 anliegende Magnetkraft in Richtung Null abfällt und das Löseelement 18 aufgrund der abfallenden Magnetkraft des Elektromagneten 25 von der Federkraft der Federeinrichtung 22 der Versteileinrichtung 21 aus der in der Figur dargestellten axialen Position in Richtung des Mitnahmestiftes 6 verschoben wird.
Das Löseelement 18 ist vorliegend mit einem mit im Wesentlichen konstantem Durchmesser ausgeführten zylindrischen Bereich 18A ausgebildet, an den sich in axialer Richtung auf der der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 zugewandten Seite ein kegelstumpfförmiger Bereich 18B anschließt, dessen größter Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser des zylindrischen Bereiches 18B entspricht und dessen Durchmesser sich in Richtung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 stetig in Richtung eines minimalen Durchmesserwertes verkleinert.
Am Löseelement 18 liegen mehrere über den Umfang des Löseelementes 18 verteilt angeordnete kugelförmige Sperrelemente 26 an, die in Radialbohrungen 16 des gehäusefesten Bauteiles 23 in axialer Richtung gehalten sind und in Abhängigkeit einer axialen Stellung des Löseelementes 18 radial in den Radialbohrungen 16 verschiebbar sind. In der in der Figur dargestellten axialen Position des Löseelementes 18 liegen die Sperrelemente 26 im Wesentlichen auf dem Durchmesserniveau des zylinderförmigen Bereiches 18A am Löseelement 18 an und sind radial nach außen durch die Radialbohrungen 1 6 des gehäusefesten Bauteiles 23 in eine erste Aussparung 27 der Kolbeneinheit 5 verschoben. Die erste Aussparung 27 ist vorliegend als Ringnut ausgeführt und in axialer Richtung von zwei Flächen 27A und 27B begrenzt. Die Flächen 27A und 27B sind jeweils in Bezug auf eine senkrecht zur Symmetrieachse 29 der Vorrichtung 1 stehende Radialebene um einen Sperrwinkel δ bzw.□ verschwenkt bzw. geneigt ausgeführt, um die später beschriebene Funktionsweise der Vorrichtung 1 während eines aktivierten Betriebszustandes der Rasteinrichtung 1 5 zu gewährleisten und die Rasteinrichtung 15 in gewünschtem Umfang sicher aus dem aktivierten Betriebszustand in den deaktivierten Betriebszustand überführen zu können.
Wird die Bestromung des Elektromagneten 25 bei einer Anforderung zum Auslegen der Parksperreneinrichtung unterbrochen und deshalb das Löseelement 18 in der vorbeschrieben Art und Weise von der Federeinrichtung 22 in Richtung des Mitnahmestiftes 6 verschoben, werden die Sperrelemente 26 nicht länger vom Löseelement 18 in der in der Figur dargestellten radialen Position gehalten. Die Sperrelemente 26 liegen mit zunehmendem axialem Stellweg des Löseelementes 18 im Bereich des kegelstumpfförmigen Bereiches 18B am Löseelement 18 an und gleiten aufgrund des sich gegenüber dem zylindrischen Bereich 18A zunehmend reduzierenden Durchmessers radial nach innen, bis diese nicht länger formschlüssig in die erste Aussparung 27 eingreifen.
Wird die Kolbeneinheit 5 durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung im Bereich der Wirkfläche 24 mit einer in Richtung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 wirkenden Hydraulikkraft beaufschlagt, wird die Kolbeneinheit 5 bei deaktivierter Rasteinrichtung 15 in Richtung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 verschoben und führt die Sperrelemente 26 in radialer Richtung nach innen zusätzlich aus der ersten Aussparung 27 heraus, falls diese noch zumindest teilweise in die erste Aussparung 27 eingreifen. Diese axiale Bewegung der Kolbeneinheit 5 führt dazu, dass die Drehscheibe 8 um den Bolzen 9 entgegen der als Zugfeder ausgeführten Federeinrichtung 3 verschwenkt wird. Die Drehbewegung der Drehscheibe 8 hat wiederum zur Folge, dass die mit der Drehscheibe 8 verbundene Parksperrenstange 1 1 ebenfalls im Wesentlichen in axialer Richtung verstellt wird und der Parksperrenkonus 12 aus der in der Figur dargestellten axialen Position zwischen einem gehäusefesten Bauteil 30 und der Parksperrenklinke 13 herausgeführt wird. Dadurch wird die über eine Drehfeder in Richtung des gehäusefesten Bauteiles 30 angefederte Parksperrenklinke 13 aus dem Eingriff mit dem Parksperrenrad 14 geführt und die Parksperreneinrichtung wird ausgelegt bzw. der Verriegelungsmechanismus wird geöffnet. Um die Kolbeneinheit 5 in der zu dem geöffneten Betriebszustand des Verriegelungsmechanismus 2 bzw. der Parksperreneinrichtung äquivalenten axialen Position entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 3 selbst bei einem Abfall des an der Wirkfläche 24 der Kolbeneinheit 5 anliegenden Betätigungsdruckes halten zu können, wird der Elektromagnet 25 der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 bestromt, um das Löseelement 18 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 22 der Versteileinrichtung 21 in die in der Figur dargestellte axiale Position zu verstellen. In der zu dem geöffneten Betriebszustand des Verriegelungsmechanismus 2 äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit 5 findet sich eine weitere Aussparung 28 der Kolbeneinheit 5 in Deckung mit den Radialbohrungen 1 6 des gehäusefesten Bauteiles 23, womit die Sperreiemente 26 bei bestromten Elektromagneten 25 vom Löseelement 18 radial nach au ßen in die zweite Aussparung 28 formschlüssig einschiebbar sind.
Die zweite Aussparung 28 ist ebenfalls durch zwei Flächen 28A und 28B in axialer Richtung des Kolbenelementes 5 begrenzt. Die Flächen 28A und 28B schließen jeweils gegenüber einer senkrecht zur Symmetrieachse 29 stehenden Radialebene einen Sperrwinkel α bzw. ß ein. Damit ist gewährleistet, dass ein aktivierter Betriebszustand der Rasteinrichtung 1 5 in gewünschtem Umfang gehalten wird und bei einer entsprechenden Anforderung zum Deaktivieren der Rasteinrichtung 15 die Deaktivierung ohne ein Klemmen der Sperrelemente 26 im Bereich der zweiten Aussparung 28 durchführbar ist, wie dies bei einem Zusammenwirken der Sperrelemente 26 mit der ersten Aussparung 27 der Fall ist.
Die Vorrichtung 1 weist eine Verriegelungsfunktion auf, über die die Parksperreneinrichtung in unbedrucktem Betriebszustand der Kolbeneinheit 5 in ausgelegtem Betriebszustand haltbar ist. Diese Verriegelungsfunktion wird vorliegend durch den vorbeschriebenen elektromechanisch aktuierten Kugelrastmechanismus realisiert. Hiervon abweichend besteht auch die Möglichkeit, die Verriegelungsfunktion der Vorrichtung über einen Rasthakenmechanismus oder dergleichen zu realisieren.
Die Kolbeneinheit 5 verfügt zur Darstellung der Verriegelungsfunktion im Bereich der Aussparungen 27 und 28 in Form der geneigten Flächen 27A und 27B bzw. 28A und 28B jeweils über eine entsprechende Verriegelungsgeometrie, die entweder bei ausgelegter oder bei eingelegter Parksperreneinrichtung wirksam ist. Bei entsprechend bestromtem bzw. aktuiertem Elektromagneten 25 ist ein unerwünschtes Überführen der Parksperreneinrichtung aus dem eingelegten Betriebszustand in den ausgelegten Betriebszustand bei fehlerhafter Beaufschlagung der Kolbeneinheit 5 mit Hydraulikdruck im Bereich der Wirkfläche 24 durch den im Bereich der Rasteinrichtung 15 vorliegenden Formschluss zwischen den Sperrelementen 26 und der Kolbeneinheit 5 im Bereich der ersten Aussparung 27 mechanisch vermieden.
Die Nutgeometrie bzw. die Sperrwinkel α und ß im Bereich der zweiten Aussparung 28 sowie die Sperrwinkel δ und□ im Bereich der ersten Aussparung 27 und die Ausführung der Steuerflächen des Löseelementes 18 im Bereich des zylindrischen Bereiches 18A und des kegelstumpfförmigen Bereiches 18B sind an die in eingelegtem und in ausgelegtem Betriebszustand der Parksperreneinrichtung unterschiedlich vorliegenden Anforderungen geometrisch angepasst.
Die Rasteinrichtung 15 ist im Bereich der zweiten Aussparung 28 und im Bereich des Löseelementes 18 derart ausgelegt, dass der Elektromagnet 25 das Ankerelement 20, die Ankerstange 19 und das Löseelement 18 in der in der Figur dargestellten Art und Weise entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 22 bei gleichzeitig niedrigem Betätigungsstrom halten kann und bei einer Unterbrechung der Bestromung die Rasteinrichtung 1 5 durch axiales Verstellen des Löseelementes 18 durch die Federeinrichtung 22 verstellt wird und der Formschluss zwischen dem gehäusefesten Bauteil 23 und der Kolbeneinheit 5 über die Sperrelemente 26 sicher gelöst wird und die Rasteinrichtung 15 in gewünschtem Umfang deaktiviert wird, um die Parksperreneinrichtung einlegen zu können.
Ist die Parksperreneinrichtung geschlossen und soll dieser Betriebszustand sicher eingehalten werden, ist über die Verriegelungsgeometrie der Rasteinrichtung 15 im Bereich der ersten Aussparung 27 durch entsprechende Auslegung der Sperrwinkel δ und□ in Verbindung mit der Ausführung des Löseelementes 18 zu gewährleisten, dass das Löseelement 18 durch eine entsprechende Bestromung des Elektro- magneten 25 in die in der Figur dargestellte axiale Position ohne äußere Krafteinwirkung über den Elektromagneten 25 möglich ist. Die Federkraft der Federeinrichtung 3 bzw. der Parksperrenschenkelfeder wird im Gehäuse 10 aufgefangen, das ein Gehäuse eines hydraulischen Steuergerätes oder eines Getriebes sein kann. Wird die Kolbeneinheit 5 im Bereich der Wirkfläche 24 fehlerhaft mit einem Betätigungsdruck beaufschlagt, der die Kolbeneinheit 5 aus der in der Figur dargestellten axialen Position in Richtung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 17 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 3 verstellen würde, darf der Formschluss zwischen dem gehäusefesten Bauteil 23 und der Kolbeneinheit 5 über die Sperrelemente 26 bei entsprechend bestromtem Elektromagneten 25 nicht aufgehoben werden, um ein Entriegeln der Parksperreneinrichtung bei fehlerhafter Bedruckung der Kolbeneinheit 5 sicher zu vermeiden.
Bezuqszeichen
Vorrichtung
Verriegelungsmechanismus
Federeinrichtung
Zylinder
Kolbeneinheit
Mitnahmestift
Umlenkmechanismus
Drehscheibe
Bolzen
Gehäuse
Parksperrenstange
Parksperrenkonus
Parksperrenklinke
Parksperrenrad
Rasteinrichtung
Radialbohrung des gehäusefesten Bauteiles 23
elektromagnetische Betätigungseinrichtung
Löseelement
A zylindrischer Bereich des Löseelementes
B kegelstumpfförmiger Bereich des Löseelementes
Ankerstange
Ankerelement
Versteileinrichtung
Federeinrichtung der Versteileinrichtung
gehäusefestes Bauteil
Wirkfläche der Kolbeneinheit
Elektromagnet der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung kugelförmiges Sperrelement
erste Aussparung, erste VerriegelungseinrichtungA, 27B Fläche der ersten Aussparung
zweite Aussparung , zweite Verriegelungseinrichtung 28A, 28B Fläche der zweiten Aussparung
29 Symmetrielinie
30 gehäusefestes Bauteil
31 Parksperrenventil
p_sys Systemdruck
α, ß Sperrwinkel der zweiten Aussparung δ,□ Sperrwinkel der ersten Aussparung

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus (2), insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, zumindest aufweisend eine in Schließrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) hydraulisch betätigbare Kolbeneinheit (5), eine Rasteinrichtung (15) zum Halten der Kolbeneinheit (5) in einer definierten Position, sowie eine Betätigungseinrichtung (17) mit einem Elektromagnet (25) zum Betätigen eines Löseelements (18), welches zum Deaktivieren der Rasteinrichtung (15) vorgesehen ist und über eine Versteileinrichtung (21 ) mit einer in Richtung einer zu dem deaktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung (15) äquivalenten Stellung wirkenden Stell kraft beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (15) zwei Verriegelungseinrichtungen (27, 28) aufweist, die beide von dem Löseelement (8) deaktivierbar sind, wobei die erste Verriegelungseinrichtung (27) im aktivierten Zustand die Kolbeneinheit (5) in einer zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position hält zur Absicherung gegen ein Verstellen des Verriegelungsmechanismus (2) ausgehend von seinem geschlossenen Zustand in Öffnungsrichtung infolge eines Fehlers der hydraulischen Ansteuerung der Kolbeneinheit (5), und wobei die zweite Verriegelungseinrichtung (28) im aktivierten Zustand die Kolbeneinheit (5) in einer zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position hält, wenn die Kolbeneinheit (1 5) nach Erreichen ihrer zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position drucklos geschaltet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei mechanische Verriegelungseinrichtungen (27, 28) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (15) zum Halten der Kolbeneinheit (5) in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position selbsttätig aktivierend ausgeführt ist und zur Freigabe einer Bewegung der Kolbeneinheit (5) ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten Position deaktivierbar ist.
4. Vorrichtung (1 ) zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus (2), insbesondere zum Betätigen einer Parksperreneinrichtung eines mit einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges eines Fahrzeuges, die wenigstens eine in Schließrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) angefederte und in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus (2) hydraulisch betätigbare sowie in axialer Richtung verschiebbar angeordnete Kolbeneinheit (5), eine in einer zu einem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit (5) selbsttätig aktivierende Rasteinrichtung (1 5) zum Halten der Kolbeneinheit (5) in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position und eine Betätigungseinrichtung (17) mit einem Elektromagnet (25) zum Betätigen eines Löseelements (18) aufweist, das zum Deaktivieren der Rasteinrichtung (15) vorgesehen ist und über eine Versteileinrichtung (21 ) mit einer in Richtung einer zu dem deaktivierten Betriebszustand der Rasteinrichtung (15) äquivalenten Stellung wirkenden Stell kraft beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (15) zum Halten der Kolbeneinheit (5) in einer zu einem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position selbsttätig aktivierend ausgeführt ist und zur Freigabe einer Bewegung der Kolbeneinheit (5) ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position deaktivierbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (15) zur Freigabe der Bewegung der Kolbeneinheit (5) ausgehend von der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position in Richtung der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position wiederum über das Löseelement (18) deaktivierbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Löseelement (18) mit einem dem Elektromagnet (25) zugeordneten Ankerelement (20) wirkverbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Löseelement (18) und das Ankerelement (20) über eine Ankerstange (19) miteinander wirkverbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (15) mit wenigstens einem mit der Kolbeneinheit (5) in der zu dem geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) oder in der zu dem geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position der Kolbeneinheit (5) in Wirkverbindung stehenden Sperrelement (26) ausgebildet ist, mittels dem die Kolbeneinheit (5) in der zu dem geöffneten oder geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position in aktiviertem Betriebszustand der Rasteinrichtung (15) haltbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sperrelement (26) zum Aktivieren der Rasteinrichtung (15) vom Löseelement (18) in Aussparungen (27, 28) des Kolbenelementes (5) oder eines damit wirkverbundenen Bereiches führbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sperrelement (26) in dem Zustand, zu dem das Sperrelement (26) die Kolbeneinheit (5) in der zum geöffneten Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position hält, in eine erste Aussparung (27) eingreift und in dem Zustand, zu dem das Sperrelement (26) die Kolbeneinheit (5) in der zum geschlossenen Zustand des Verriegelungsmechanismus (2) äquivalenten axialen Position hält, in eine zweite Aussparung (28) eingreift.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sperrelement (26) zusammenwirkende Flächen (27A, 27B) des Löseelementes (18) und der ersten Aussparung (27) derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Sper- relement (18) in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (25) vom Löseelement (18) in der ersten Aussparung (27) haltbar ist und das Sperrelement (26) in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (25) von der an der Kolbenein- heit (5) anliegenden Federkraft aus der ersten Aussparung (27) führbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sperrelement (26) zusammenwirkende Flächen (28A, 28B) des Löseelementes (18) und der zweiten Aussparung (28) derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Sperrelement (26) in bestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (25) vom Löseelement (18) in der zweiten Aussparung (28) haltbar ist und in unbestromtem Betriebszustand des Elektromagneten (25) von einer an der Kolbeneinheit (5) anliegenden Hydraulikkraft aus der zweiten Aussparung (28) führbar ist.
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