DE102005005669A1

DE102005005669A1 - Verfahren zum Parken und Starten eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005005669A1
Application number: DE200510005669
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Burgbacher; Carsten Dipl.-Ing. Härtel; Günter INDLEKOFER
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2006-08-17
Also published as: WO2006084544A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlegen und Auslegen einer shift-by-wire-Parksperre. Insbesondere am Hang/im Gefälle kann der Antriebsstrang zusätzlich an den Fahrzeugrädern mit einer Feststellbremse stufenlos reibschlüssig blockiert werden, um eine Verspannung des Antriebsstranges am Hang/im Gefälle zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Parken und Starten eines Kraftfahrzeuges mit einem Automatikgetriebe und einer formschlüssigen Parksperre gemäß den beiden nebengeordneten Patentansprüchen 1 und 2.

Aus der DE 198 31 733 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug mit einem elektronisch gesteuerten Automatikgetriebe, einer Parksperre und einer fremdkraftbetätigten Feststellbremse bekannt. Dabei ist eine Einrichtung vorgesehen, die sowohl die Parksperre als auch die fremdkraftbetätigte Feststellbremse auf ihre einwandfreie Funktion hin überprüft und bei einem Funktionsausfall des einen Systems das jeweils andere System betätigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine komfortable und ausfallsichere Parksperrenfunktionalität zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und dem unabhängigen Patentanspruch 2 gelöst.

Der Hauptanspruch 1 beziehen sich auf die Anwendung des übergeordneten Verfahrens auf Fahrzeuge mit manuell betätigbarer Bedieneinrichtung für die Parksperre, wie beispielsweise einem Bereichswahlhebel oder Lenkstockschalthebel mit Parkstellung P.

Der Hauptanspruch 2 bezieht sich hingegen auf die Anwendung des übergeordneten Verfahrens auf Fahrzeuge mit einer Parksperre, die selbsttätig verriegelt, wenn der Fahrer den Zündschlüssel abzieht oder das Fahrzeug verlässt. Dieses Verlassen des Fahrzeuges kann in einer logischen Verknüpfung beispielsweise mit

i) dem Türkontaktschalter und/oder
ii) einer Zugangs- und Fahrberechtigung per Funk- und/oder Infrarotsignal und im Erfassungsbereich im Innenraum und aus der Ferne

festgestellt werden. Ein solches unter ii) genanntes System wird bei Mercedes-Benz unter der Bezeichnung KEYLESS-GO angeboten. Bei einem solchem KEYLESS-GO-System kann demzufolge in direkter Folge der Betätigung des Türkontaktschalters die Parksperre eingelegt wird. Hingegen kann das Verriegeln der Parksperre beim Verlassen des Fahrzeuges als Key-P-Funktion bezeichnet werden. D.h. durch Key-P kann insbesondere in direkter Folge des Zündschlüsselabzuges oder durch Öffnen der Fahrzeugtür die Funktionalität zum Abstellen des Fahrzeuges mit eingelegter Parksperre durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß kann insbesondere am Hang/im Gefälle der Antriebsstrang zusätzlich an den Fahrzeugrädern mit einer Feststellbremse stufenlos reibschlüssig blockiert werden, um eine Verspannung des Antriebsstranges am Hang/im Gefälle zu verhindern.

Erfindungsgemäß ist dazu ein elektrisches oder optoelektronisches shift-by-wire-System zum Schalten des Automatikgetriebes vorgesehen, bei welchem der Wunsch zum Einlegen der Parksperre durch die Betätigung eines Getriebebedienelementes – wie beispielsweise einem Handschalthebel oder Lenkstockschalthebel – nicht direkt durch das Stellglied am Automatikgetriebe umgesetzt wird. Stattdessen wird zunächst eine reibschlüssige Radbremse betätigt, so dass das Fahrzeug über diese Radbremse gehalten wird. Erst nach Rückmeldung eines Bremssteuergerätes der Radbremse wird der Fahrerwunsch zum Einlegen der Parksperre auch an der Parksperre selbst umgesetzt und die Parksperre formschlüssig verriegelt bzw. in eine Position gebracht, von der aus eine Verriegelung zwangsläufig ist. Die Radbremse kann dabei

– sowohl eine selbsthemmend festsetzbare Funktionalität der Betriebsbremse
– als auch eine zusätzlich zur Betriebsbremse vorhandene elektromechanische Feststellbremse

sein.

Die elektromechanische betätigte Feststellbremse kann insbesondere als Trommelbremse ausgeführt sein. Diese kann beispielsweise – wie von manuell betätigten Feststellbremsen bekannt – mit einem Seilzug betätigt werden. Im Gegensatz zu manuellen Feststellbremsen wird der Seilzug jedoch elektromotorisch gezogen. Ebenso sind andere selbsthemmende Stellsysteme – wie beispielsweise elektromotorisch betriebene Schneckengetriebe, Kulissengetriebe oder Stellgestänge – denkbar.

Alternativ kann erfindungsgemäß nach dem Fahrerwunsch zum Einlegen der Parksperre auch in teilweise zeitlicher Überschneidung mit dem Einlegen der formschlüssigen Parksperre am Getriebe die Betriebsbremse betätigt werden. Bis zur Rückmeldung eines Steuergerätes der Feststellbremse wird das Fahrzeug dabei über die Betriebsbremse gehalten. Dann wird die Feststellbremse eingelegt. Die Betriebsbremse kann dabei beispielsweise ein elektrohydraulisches Bremssystem sein, wie dieses unter der Handelsmarke SBC (TM) Einsatz in der Mercedes SL-Klasse Anwendung findet.

Beim Lösen der Parksperre beispielsweise nach dem Parken des Kraftfahrzeuges kann ebenfalls das Betriebsbremssystem mit der Feststellbremse zusammenspielen. So kann grundsätzlich aufeinander folgend

a.) die Betriebsbremse geschlossen
b.) die Parksperre gelöst,
c.) die Feststellbremse geöffnet und
d.) die Betriebsbremse geöffnet

werden, wobei zur Verfahrensdauerverkürzung Überschneidungen zwischen den Verfahrensschritten a.) bis d.) möglich sind. Dies ist daher möglich, da bei den Verfahrensschritten a.), b.), d.) reibschlüssigen Kupplungen geöffnet bzw. geschlossen werden, so dass diese Verfahrensschritte stufenlos durchgeführt werden können, während das Lösen der formschlüssigen Parksperre ebenfalls über einen Zeitraum erfolgt, in dem es jedoch einen Zeitpunkt gibt, in dem die Parksperre vom verriegelten in den gelösten Zustand überführt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Einlegen der Parksperre ein geringfügiges Rückwärts- bzw. Vorwärtsrollen des Fahrzeuges am Hang bzw. im Gefälle sicher ausgeschlossen, da beim Verriegeln der Parksperre nicht mehr

– die Zahnteilung bzw.
– das Zahnspiel an der Parksperre

maßgeblich am Festsetzen des Kraftfahrzeuges beteiligt sind. Ferner werden die Elastizitäten zwischen den Fahrzeugrädern und der Parksperre und das Übersetzungsverhältnis am Hinterachsgetriebe aus dem Spannungsfluss genommen, da die Hangabtriebskräfte unmittelbar an den Fahrzeugrädern bzw. der Radbremse abgestützt werden. Der Antriebsstrang zwischen der formschlüssig verriegelbaren Parksperre und den Kontaktflächen der Räder auf der Fahrbahn kann sich damit nicht infolge des Fahrzeuggewichtes verspannen. Infolgedessen kann es in besonders vorteilhafter Weise nicht zu einem Fahrzeugruckeln beim Rollen in die formschlüssige Verriegelung der Parksperre kommen.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens davon abhängig gemacht werden, ob sich das Fahrzeug überhaupt in einem Gefälle oder am Hang befindet. Dies kann beispielsweise mit einem Neigungsschalter als Signalgeber erfolgen. Damit wird dem Rechnung getragen, dass in der Regel kein Auslegeschlag auftritt, wenn sich das Fahrzeug auf ebenen Untergrund befindet und somit nicht selbstständig rollen bzw. im Antriebstrang verspannten kann. So wird auch für einen sehr sportlichen Fahrer, der im Extremfall praktisch zeitgleich mit der Herausnahme der Parksperrenbedieneinheit aus der P-Stellung schnell anfährt, gewährleistet, dass es in der Ebene nicht zu einem Zeitverzug infolge der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt. Damit wird den Anforderungen an die Agilität Rechnung getragen. Der Neigungsschalter kann derart ausgeführt sein, dass erst ein Steigungsschwellwert überschritten sein muss, bevor er ein Signal zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt. Dieser Schwellwert kann unter 10% und insbesondere unter 5% liegen. Dabei hängt die Höhe des Schwellwertes des jeweiligen Fahrzeuges insbesondere davon ab, wann das Fahrzeug zu rollen beginnt. Dieser Zeitpunkt, wann das Fahrzeug zu rollen beginnt, hängt insbesondere von der Art des Antriebsstranges ab. Nur beispielsweise sind hier

– der Heckantrieb mit front-längs eingebauten Antriebsmotor,
– der Front-quer-Antrieb,
– der Front-längs-Antrieb und
– ein Allradantrieb

genannt. Anstelle eines Neigungssensors kann auch ein Signal generiert werden, dass die Neigung des Kraftfahrzeuges implizit widerspiegelt. Ein solches Signal kann beispielsweise beim Rollen des Fahrzeuges in der Neutralstellung N generiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei Fahrzeugen, die mit Satellitennavigation ausgestattet sind, ein Abgleich mit einer im Fahrzeug gespeicherten topographischen Karte durchgeführt werden, die angibt, ob sich das Fahrzeug augenblicklich

– auf einer Ebenen,
– in einem Gefälle oder
– am Hang

befindet.

Anstelle eines Neigungsschalters mit digitaler Information kann auch ein Neigungsschalter mit mehreren Schalterstellungen oder sogar ein diskretes Bauelement mit stufenloser Signalabgabe vorgesehen sein. In diesem Fall kann

– die Höhe des Bremsdruckes an der hilfskraftbetätigten Betriebsbremse,
– die Höhe des Bremsdruckes an der elektrisch betätigten Feststellbremse oder
– die Überschneidungsbreite einer Überschneidung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens abhängig von
– dem Winkel der Steigung oder
– davon, ob das Fahrzeug überhaupt im Gefälle oder am Hang steht,

gemacht werden.

Erfindungsgemäß ist für das Lösen der Parksperre zumindest am Hang bzw. im Gefälle verfahrensmäßig vorgesehen, zuerst die formschlüssige Parksperre zu öffnen, bevor die Betriebsbremse bzw. die Feststellbremse vollständig gelöst ist. Damit wird sichergestellt, dass es nicht zu einem Parksperrenauslegeschlag kommt.

In besonders vorteilhafter Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Parksperre entlastet, da diese nicht mehr unter Verspannung steht bzw. unter Verspannung geöffnet wird.

In besonders vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren mit verschiedenen Parksperrenstrategien gekoppelt werden.

So kann eine „Auto-P"-Funktionalität gewährleistet werden, bei der keine Getriebebedieneinrichtung – wie beispielsweise ein Mittelkonsolenbereichswahlhebel oder ein Lenkstockschalthebel – vorgesehen ist. Die formschlüssige Parksperre verriegelt dabei nach dem Festbremsen der Fahrzeugräder, ohne dass der Fahrer willkürlich eine P-Stellung vorgibt.

Gemäß Patentanspruch 8 wird die Betriebsbremse mittels einer Haltekraft im geschlossen Zustand gehalten, die geringer ist als die an der Betriebsbremse wirksame Kraft. Diese wirksame Kraft lässt sich aus an der Bremskolbenfläche wirkenden Druck herleiten. So kann beispielsweise ein Druckspeicher vorgesehen sein, der mit einer geringen Haltkraft für ein Ventil einen relativ großen Druck einsperrt. Ein Ausfall der Haltekraft stellt dabei kein sicherheitstechnisches Problem dar, da stets die formschlüssig verriegelte Parksperre als Rückfallebene das Fahrzeug sichert.

In besonders vorteilhafter Weise kann das Verfahren in Abhängigkeit von der Außentemperatur durchgeführt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verfahren nicht durchgeführt wird, wenn die Außentemperatur unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegt.

Es kann erfindungsgemäß ein Verfahrensschritt vorgesehen sein, dass die Feststellbremse bei lang anhaltendem Parken gelöst wird, wenn die Außentemperatur unter den Gefrierpunkt von Wasser fällt.

Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren beladungsabhängig durchgeführt werden, da der erfindungsgemäß verhinderte Parksperrenauslegeschlag nicht nur von der Neigung des Fahrzeuges, sondern auch von dem Gewicht der Beladung abhängig ist.

Gemäß Patentanspruch 13 kann über einen langen Abstellzeitraum von beispielsweise mehreren Tagen die Feststellbremse bzw. Betriebsbremse wieder geöffnet werden.

Es zeigen
1 einen Kraftfahrzeugantriebsstrang,
2 einen zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 1 insbesondere zum Abstellen und Parken des Kraftfahrzeuges,
3a analog zu 2 einen zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 4 insbesondere zum Abstellen und Parken des Kraftfahrzeuges,
3b den Ablauf bei der Freigabe des Kraftfahrzeugantriebsstrangs gemäß 4 und
4 einen weiteren Kraftfahrzeugantriebsstrang zu den zuvor erläuterten funktionellen Abläufen.
1 zeigt einen Kraftfahrzeugantriebsstrang. Ein Automatikgetriebe 10 ist an seinem vorderen Ende mit einem Antriebsmotor 1 verbunden. Das Automatikgetriebe 10 verfügt über eine Getriebeausgangswelle 12, welche mittels eines Abtriebsflansches 13 mit einer Antriebswelle 99 verbunden ist, die über ein Hinterachsgetriebe 98 mit einem Differential zwei Radantriebshalbwellen 97 mit Fahrzeugrädern 96 antreibt. Eine von dem Antriebsmotor 1 abgegebene Drehzahl und ein Drehmoment können vom Automatikgetriebe 10 gewandelt und mittels der Getriebeausgangswelle 12, dem Abtriebsflansch 13 und der Antriebswelle 99 an die Fahrzeugräder 96 geleitet werden.
Das Automatikgetriebe 10 verfügt über eine formschlüssige Parksperre 95. Beim Einlegen der Parksperre 95 wird die Getriebeausgangswelle 12 verdrehfest mit einem Getriebegehäuse 14 des Automatikgetriebes 10 verbunden. Im Detail umfasst die Parksperre 95 ein außenverzahntes Parksperrenrad 94, welches innerhalb des Getriebegehäuses 14 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 12 verbunden ist. Eine Parksperrenklinke 93 ist um eine Achse 92 schwenkbar, die parallel versetzt zur Getriebeausgangwelle 12 liegt. Die Parksperrenklinke 93 wird dabei mittels einer Aktorik 91 innerhalb einer hydraulischen Getriebesteuerplatte 89 oder alternativ ein am oder im Getriebegehäuse 14 montiertes Fahrbereichswahlstellglied 16 betätigt. Wird ein Klinkenzahn 90 der Parksperrenklinke 93 in eine Zahnlücke des Parksperrenrades 94 eingeschwenkt, so stützt sich die Getriebeausgangswelle 12 über das Parksperrenrad 94, die Parksperrenklinke 93 gegenüber dem Getriebegehäuse 14 ab. Das Kraftfahrzeug ist somit formschlüssig gegen Wegrollen gesichert, wobei eine Anschrägung an der Verzahnungspaarung zwischen Parksperrenrad 94 und Parksperrenklinke 93 dafür sorgt, dass diese formschlüssige Verbindung auch bei hochgradig verspanntem Antriebsstrang – beispielsweise beim Parken im Gefälle – lösbar ist.
Die Parksperre 95 ist dabei derart ausgeführt, dass diese beim Verriegelungsversuch vorbelastbar ist. Dies kann beispielsweise mit elastischen Kraftspeichern – wie Federn – erfolgen. Damit ist für den Fall, dass die formschlüssige Parksperre 95 beim Verriegelungsversuch Zahn auf Zahn steht, gewährleistet, dass die Parksperre 95 zwangsläufig verriegelt, wenn sich die Getriebeausgangswelle 12 dreht bzw. wenn das Fahrzeug beginnt, zu rollen.
Am Automatikgetriebe 10 werden durch ein Verdrehen einer Wählwelle 15 verschiedene Fahrbereiche ausgewählt. Das Automatikgetriebe 10 verfügt mindestens über die wählbaren Bereiche Parken, Rückwärtsfahrt, Neutral und Vorwärtsfahrt. Ferner können die Vorwärtsgänge und die Rückwärtsgänge auch einzeln elektronisch angesteuert werden, so dass der Fahrer willkürlich das Übersetzungsverhältnis im Automatikgetriebe wählen kann, sofern zulässige minimale und maximale Antriebsmotordrehzahlen eingehalten werden. Durch die Auswahl des Bereichs Parken an einer Wählwelle 15 des Automatikgetriebes 10 wird die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 1 und den Antriebsrädern 96 unterbrochen und das Kraftfahrzeug wird mittels der Parksperre 95 gegen Wegrollen gesichert. Um das Kraftfahrzeug rückwärts zu fahren, muss der Fahrbereich Rückwärtsfahrt ausgewählt sein. Um das Kraftfahrzeug hingegen vorwärts zu fahren, muss der Fahrbereich Vorwärtsfahrt ausgewählt sein. Im Fahrbereich Neutral ist die genannte Verbindung unterbrochen, die Parksperre 95 ist aber nicht eingelegt und das Kraftfahrzeug lässt sich schieben oder abschleppen.
Die Wählwelle 15 wird von dem Fahrbereichswahlstellglied 16, welches außen am Getriebegehäuse 14 des Automatikgetriebes 10 angebracht ist, gedreht. Das Fahrbereichswahlstellglied 16 verfügt über einen nicht dargestellten Elektromotor der mittels geeigneter mechanischer Komponenten an die Wählwelle 15 angekoppelt ist. Am Fahrbereichswahlstellglied 16 ist ein Sensor 17 angebracht, welcher die eingestellte Position der Wählwelle 15 erfasst und mittels einer Signalleitung 18 an das besagte shift-by-wire-Steuergerät 19 weiterleitet.
Das shift-by-wire-Steuergerät 19 erzeugt Steuersignale für das Fahrbereichswahlstellglied 16, welche mittels einer Signalleitung 20 an das Fahrbereichswahlstellglied 16 übertragen werden. Auf Grund dieser Steuersignale dreht das Fahrbereichswahlstellglied 16 die Wählwelle 15 in eine gewünschte Drehwinkelstellung bzw. Position. Das Fahrbereichswahlstellglied 16 meldet seine aktuelle Stellung mittels der Signalleitung 20 an das shift-by-wire-Steuergerät 19 zurück. Das shift-by-wire-Steuergerät 19 ist mittels einer Signalleitung 21 mit einer Steuerungseinrichtung 24 einer Fahrstufenwähleinrichtung 22 verbunden.
Die Fahrstufenwähleinrichtung 22 verfügt über einen Bedienhebel 23, welcher in Längsrichtung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 durch Verschieben bzw. Verschwenken in verschiedene Stellungen gebracht werden kann. Die Fahrstufenwähleinrichtung 22 weist eine Parkstellung P, eine Rückwärtsfahrstellungen R, eine Neutralstellung N und eine Vorwärtsstellung D auf. Diese Stellungen P, R, N, D der Fahrstufenwähleinrichtung 22 entsprechen korrespondierenden Drehwinkelstellungen der Wählwelle 15. Zusätzlich verfügt die Fahrstufenwähleinrichtung 22 ausgehend von der Stellung D über zwei instabile Stellungen +, –, welche senkrecht zur sonstigen Bewegungsrichtung des Bedienhebels 23 angeordnet sind und sich bezüglich der genannten Bewegungsrichtung gegenüber liegen. Mit diesen instabilen Stellungen +, – kann ein Fahrzeugführer Gänge bzw. Übersetzungsverhältnisse am Automatikgetriebe 10 unmittelbar wählen oder zumindest die Hochschaltung auf einen bestimmten Gang begrenzen. Der Bedienhebel 23 ist in der Stellung D der Fahrstufenwähleinrichtung 22 dargestellt. Die Fahrstufenwähleinrichtung 22 verfügt über nicht dargestellte Sensoren zur Erfassung der aktuellen Stellung des Bedienhebels 23, welche von der Steuerungseinrichtung 24 mittels der Signalleitung 21 an das shift-by-wire-Steuergerät 19 gesendet wird. Die Steuerungseinrichtung 24 weist Mittel zur Überwachung der korrekten Funktion der Fahrstufenwähleinrichtung 22 auf. Wird eine nicht korrekte Funktion erkannt, so wird ein Fehlersignal erzeugt und an das shift-by-wire-Steuergerät 19 gesandt.
Das shift-by-wire-Steuergerät 19 ist mittels einer Signalleitung 25 mit einer Steuerungseinrichtung 26 verbunden. Das shift-by-wire-Steuergerät 19 sendet zumindest

– die aktuelle Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22,
– ein etwaiges Fehlersignal der Fahrstufenwähleinrichtung 22,
– die Stellung des Fahrbereichswahlstellglieds 16 und
– die Position der Wählwelle 15

26

89

10

27

10

27

10

86

85

12

26

12

26

12

25

19

Das shift-by-wire-Steuergerät 19 wertet die aktuelle Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Drehrichtung der Getriebeausgangswelle 12 aus. Wenn die Geschwindigkeit und die Drehrichtung mit der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 vereinbar sind, erzeugt das shift-by-wire-Steuergerät 19 auf Grund der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 Steuersignale und sendet diese an das Fahrbereichswahlstellglied 16, welches die Wählwelle 15 in die der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 entsprechende Position dreht. Beispielsweise kann der Fahrbereich Parken ausgewählt und damit die Parksperre 95 nur unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle eingelegt werden. Falls die Geschwindigkeit und die Drehrichtung mit der aktuellen Stellung der Fahrstufenwähleinrichtung 22 nicht vereinbar sind, wird die Wählwelle 15 nicht gedreht, womit der bisherige Fahrbereich ausgewählt bleibt, und solange gewartet, bis eine zulässige Geschwindigkeit und/oder Drehrichtung erreicht ist.
Es ist eine Anlasserbedieneinrichtung in Ausgestaltung eines Zündschlosses 28 vorgesehen, welches mit einem in das Zündschloss 28 eingesteckten Zündschlüssel 29 betätigbar ist. Durch Drehen des Zündschlüssels 29 kann das Zündschloss 28 in verschiedene Positionen gebracht werden. Das Zündschloss 28 weist einen Schalter oder Sensor 87 auf, der die zwei Zustände „Zündschlüssel eingesteckt" und „Zündschlüssel abgezogen" ermitteln kann. Der jeweilige Zustand dieses Schalters bzw. Sensors 87 wird über die Signalleitung 88 an das shift-by-wire-Steuergerät 19 weitergegeben. Im dem Fall, dass der Zündschlüssel 29 abgezogen ist, oder alternativ die Fahrstufenwähleinrichtung 22 in der Parksperrenstellung P steht und zusätzlich zu einer dieser beiden Bedingungen eine Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 3 km/h unterschritten wird, wird dies vom shift-by-wire-Steuergerät 19 erfasst und ein Signal erzeugt, dass der Fahrzeugführer eine Verriegelung der Parksperre 95 wünscht.
Das Fahrzeug weist eine Betriebsbremse 5 auf. Bei dieser betätigt der Fahrzeugführer ein Fußbremspedal 84 und gibt somit über einen Hydraulikzylinder 83 einen Hydraulikdruck über eine SBC-Hydraulik-Einheit 82 mit Steuergerät und eine Hydraulikleitung 81 an Bremssättel 80 der Fahrzeugräder 96 weiter, so dass das Fahrzeug reibschlüssig abgebremst wird. Diese SBC-Hydraulik-Einheit 82 kann ferner einen Elektromotor M ansteuern, der eine Hydraulikpumpe 79 antreibt, die bremskraftverstärkend einen zusätzlichen Druck an die Bremssättel anlegt. Ferner ist die SBC-Hydraulik-Einheit 82 über die Leitung 78 mit einem elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Magnetventil 77 verbunden, an welches ein Druckspeicher 76 angeschlossen ist. Somit ist ein Hydraulikdruck im Hydrauliksystem über ein durch die Lekageverluste vorgegebenen Zeitraum speicherbar.
2 zeigt einen zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 1. Dabei legt der Fahrzeugführer an der Fahrstufenwähleinrichtung 22 gemäß Statusfeld 100 die Parksperrenstellung P ein und gibt damit den Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 an. Dieser Steuerungsbefehl wird von der shift-by-wire-Steuergerät 19 nur weitergeleitet, wenn die Fahrstufenwähleinrichtung 22 betätigt oder alternativ der Zündschlüssel 29 abgezogen wird und zusätzlich zu einer dieser beiden Bedingungen eine Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 3 km/h unterschritten wird. Ansonsten wird der Steuerungsbefehl von der shift-by-wire-Steuergerät 19 so lange zurückgehalten, bis die Grenzgeschwindigkeit unterschritten ist. Infolge des freigegebenen Steuerungsbefehls erhöht die in 1 ersichtliche reibschlüssige Betriebesbremse 5 des Kraftfahrzeugs innerhalb eines Zeitraumes 101 bis zum Zeitpunkt X1 in einem ersten Verfahrensschritt selbsttätig zunehmend den Bremsdruck.
Gemäß einem Statusfeld 102 wird ab dem Zeitpunkt X1, zu dem der maximale Bremsdruck erreicht wird, das Fahrzeug in der reibschlüssig festgebremsten Stellung autark gehalten. Im Fall des Ausführungsbeispieles gemäß 1 ist dafür der Druckspeicher 76 vorgesehen. Ab Erreichen dieses Zeitpunktes X1 wird die Parksperrenklinke mittels der Aktorik um die Achse 92 geschwenkt, so dass der Klinkenzahn 90 über einen Zeitraum 103 bis zum Zeitpunk X2 in die Zahnlücke des Parksperrenrades 94 einschwenkt. Nach dem Einschwenken des Klinkenzahns 90 in die Zahnlücke ist der Antriebsstrang des Fahrzeuges mittels der Parksperre 95 gemäß Statusfeld 104 blockiert oder – bei Zahn-auf-Zahn – zumindest in einer Position, von der die Blockierung zwangsläufig folgt. Das Fahrzeug ist bzw. gilt gemäß Feld 105 von nun an in der Parkstellung verriegelt und kann ohne Belastung der Batterie verlassen werden, da die Parksperrenverriegelung autark bzw. selbsthaltend – d.h. ohne zusätzliche Hilfskraft – erfolgt.
Um das Fahrzeug aus diesem verriegelt geparktem Zustand komfortabel zu befreien, legt der Fahrzeugführer an dem Bedienhebel 23 der Fahrstufenwähleinrichtung 22 die Stellung R, N, oder D ein. Über das shift-by-wire-Steuergerät 19 erfolgt der Befehl zum Ausschwenken der Parksperrenklinke an den Aktor. Unmittelbar nach dem Erreichen der entriegelten Stellung öffnet der hydraulische Speicher die Betriebsbremse. Somit kann die Parksperre momentfrei ausgelegt werden, ohne dass dieser Vorgang akustisch wahrnehmbar ist.
Der Druckspeicher 76 gemäß 1 ist bei eingerückter Parksperre 95 und abgestelltem Fahrzeug mittels des 2/2-Magnetventil 77 in der die Betriebsbremse mit Druck beaufschlagenden Stellung gehalten. Dabei kann das 2/2-Magnetventil 77 derart ausgestaltet sein, dass es diese Stellung im bestromten Zustand aufweist, da ein Ausfall bei defekter Batterie nicht zu einem sicherheitskritischen Zustand führt, da die formschlüssige Parksperre 95 noch ein sicheres Halten des Fahrzeuges am Hang gewährleistet. Ferner verliert der Druckspeicher in dessen die Betriebsbremse 5 selbsttätig haltender Stellung über Leckageverluste langsam an Druck, so dass sich bei langen Stillstandzeiten des Fahrzeuges am Hang der Teil des Antriebsstranges verspannten kann, welcher der Parksperre folgt. Auch hier ist durch die formschlüssige Parksperre 95 noch ein sicheres Halten des Fahrzeuges am Hang gewährleistet.
3a zeigt analog zu 2 einen zeitlichen funktionellen Ablauf beim Festsetzen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs aus 4. Dieser Kraftfahrzeugantriebsstrang mit elektrohydraulischer Betriebsbremse weist zusätzlich noch eine hilfskraftbetätigte Feststellbremse 408 auf. Dabei legt der Fahrzeugführer an der Fahrstufenwähleinrichtung 22 gemäß Statusfeld 400 die Parksperrenstellung P ein und gibt damit den Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 an. Alternativ oder zusätzlich kann der Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 gemäß einer KEYLESS-GO-Funktion durch Betätigung eines Türkontaktschalters 406 angegeben werden. Es kann auch der Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 gemäß einer KEYLESS-GO-Funktion angegeben werden, indem der Fahrer zusammen mit seiner Fahrberechtigungskarte 407 das Fahrzeug verlässt, wobei das Vorhandensein der Fahrberechtigungskarte 407 per Funk- und/oder Infrarotsignal im Erfassungsbereich im Innenraum und aus der Ferne festgestellt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Wunsch zum Einlegen der Parksperre 95 gemäß einer Key-P-Funktion in direkter Folge eines Zündschlüsselabzuges erfasst werden.
In jedem Fall wird dieser Steuerungsbefehl zum Einlegen der Parksperre 95 von dem shift-by-wire-Steuergerät 19 nur weitergeleitet, wenn eine Grenzgeschwindigkeit von beispiels weise 3 km/h unterschritten wird. Ansonsten wird der Steuerungsbefehl von der shift-by-wire-Steuergerät 19 so lange zurückgehalten, bis die Grenzgeschwindigkeit unterschritten ist. Infolge des freigegebenen Steuerungsbefehls erhöht die in 4 ersichtliche elektrisch betätigbare Feststellbremse 5 des Kraftfahrzeugs innerhalb eines Zeitraumes 401 bis zum Zeitpunkt z1 in einem ersten Verfahrensschritt selbsttätig zunehmend den Bremsdruck.
Gemäß einem Statusfeld 402 wird ab dem Zeitpunkt z1, zu dem der maximale Bremsdruck erreicht wird, das Fahrzeug in der reibschlüssig festgebremsten Stellung autark gehalten. Ab Erreichen dieses Zeitpunktes z1 wird die Parksperrenklinke mittels der Aktorik um die Achse 92 geschwenkt, so dass der Klinkenzahn 90 über einen Zeitraum 403 bis zum Zeitpunk z2 in die Zahnlücke des Parksperrenrades 94 einschwenkt. Nach dem Einschwenken des Klinkenzahns 90 in die Zahnlücke ist der Antriebsstrang des Fahrzeuges mittels der Parksperre 95 gemäß Statusfeld 404 blockiert oder – bei Zahn-auf-Zahn – zumindest in einer Position, von der die Blockierung zwangsläufig folgt. Das Fahrzeug ist bzw. gilt gemäß Feld 405 von nun an in der Parkstellung verriegelt und kann ohne Belastung der Batterie verlassen werden, da die Parksperrenverriegelung autark bzw. selbsthaltend – d.h. ohne zusätzliche Hilfskraft – erfolgt.
3b zeigt den Ablauf bei der Freigabe des Kraftfahrzeugantriebsstrangs bzw. beim Lösen einer Parksperre eines Kraftfahrzeugantriebsstranges mit elektrohydraulischer Betriebsbremse das entsprechend 4 noch eine hilfskraftbetätigte Feststellbremse 408 aufweist.
Zum Lösen der Parksperre wird grundsätzlich in der folgenden Reihenfolge vorgegangen:

a.) die Betriebsbremse wird geschlossen,
b.) die Parksperre 95 wird gelöst,
c.) die elektrische Feststellbremse wird geöffnet
d.) die Betriebsbremse wird geöffnet.

Das Fahrzeug wird gemäß Statusfeld 200 mit verriegelter Parksperre 95 und eingerückter Feststellbremse gemäß dem Feld 201 bis zum Zeitpunkt X3 geparkt. Mittels der Getriebebedieneinrichtung 22 wird vom Fahrzeugführer gemäß Statusfeld 202 der Wunsch zum Bewegen des Fahrzeuges in R, N oder D angegeben. Demzufolge wird über die Zeitspanne 203 bis zum Zeitpunkt X4 die elektrohydraulische Betriebsbremse geschlossen. Gemäß Statusfeld 204 wird das Fahrzeug dann mittels der elektrohydraulischen Betriebsbremse gehalten. Ab diesem Zeitpunkt, der ein ausreichend sicheres Halten des Fahrzeuges gewährleistet, wird die formschlüssige Parksperre 95 über den Zeitraum 205 bis zum Zeitpunkt X5 gelöst. Nach dem Lösen der Parksperre 95 wird die elektrische Feststellbremse über dem Zeitraum 206 bis zum Zeitpunkt X6 geöffnet. Im Anschluss wird die elektrohydraulische Betriebsbremse über dem Zeitraum 207 bis zum Zeitpunkt X7 geöffnet. Gemäß Statusfeld 208 ist der Antriebsstrang zu diesem Zeitpunk X7 frei von Verspannungen, so dass das Fahrzeug für den folgenden Zeitraum 209 fahrbereit ist, ohne dass es für den Fahrer bzw. Fahrzeugführer zu einer wahrnehmbaren Komforteinbuße beim Lösen der formschlüssigen Parksperre 95 kommt.
Gemäß 4 ist eine elektrisch betätigte Feststellbremse vorgesehen, die eine Trommelbremse 75 in den Fahrzeugrädern 96 selbsthemmend festsetzt. D.h. unabhängig vom Hydrauliksystem der Betriebsbremse 5 kann der Fahrzeugführer willkürlich mittels einer Feststellbremsenbedieneinheit 74 die Antriebsräder selbsthemmend festsetzten. Die Feststellbremsenbedieneinheit 74 kann dabei beispielsweise ein zusätzliches Bremspedal im Fußraum unter dem Armaturenbrett oder aber ein Handzughebel im Bereich der Mittelkonsole sein. Die Bremsbacken 73 dieser elektrischen Feststellbremse werden dabei über ein Seilzugsystem von mindestens einem Elektromotor M2 mit selbsthemmenden Schneckengetriebe 72 betätigt. Neben der willkürlichen Betätigung durch den Fahrzeugführer ist noch die selbsttätige Betätigung durch das shift-by-wire-Steuergerät 19 möglich, wobei letzteres dann gemäß Feld 201 in 3 ein Signal zum Bestromen des Elektromotors M2 freigibt. Die Aktivierung der selbsthemmenden elektrischen Feststellbremse kann dabei sowohl über ein weiteres Steuergerät, wie beispielsweise die SBC-Hydraulik-Einheit 82 als auch direkt erfolgen.
Die Grenzgeschwindigkeit gemäß Statusfeld 100 kann auch 0 km/h – d.h. der Fahrzeugstillstand – sein. In diesem Fall werden die Folgeschritte erst dann ausgeführt, wenn die Grenzgeschwindigkeit erreicht wird.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auf die instabilen Stellungen +, – verzichtet werden.
Die Anlasserbedieneinrichtung muss nicht als Zündschloss ausgestaltet sein, sondern kann beispielsweise auch als Schaltknopf – insbesondere an einem Knauf am oberen Ende des Bedienhebels 23 – ausgeführt sein. Ferner kann die Anlasserbedieneinrichtung virtuell in einem Menü auf einem Display ausgewählt werden. Ferner kann die Anlasserbedieneinrichtung mittels Sprachsteuerung ausgelöst werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei automatisieren Schaltgetrieben – ASG bzw. AMT – Anwendung finden. Bei diesen kann die Parksperre beispielsweise gemäß DE-GM 20118907 oder DE 101 11 258 A1 ausgeführt sein.
Das Automatikgetriebe kann als Planeten-Automatikgetriebe, als Toroidgetriebe, als Umschlingungsgetriebe, als Doppelkupplungsgetriebe oder aber als Hybridgetriebe ausgeführt sein. Insbesondere kann das Automatikgetriebe als Geared-Neutral-Toroidgetriebe ausgeführt sein, wie dieses bereits aus der EP 1 253 350 A2 bekannt ist. Ferner kann das Automatikgetriebe insbesondere als stufenloses Hybridgetriebe mit zwei Elektromotoren ausgeführt sein, wie ein solches bereits in den nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen DE 102004053044.0 und DE 102004042007.6 dargestellt ist.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.

Claims

Verfahren zum Parken und Starten eines Kraftfahrzeuges in einem Gefälle oder am Hang wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor (1) und ein Automatikgetriebe (10) mit einer formschlüssigen Parksperre (95) aufweist, wobei das Automatikgetriebe (10) eine hilfskraftbetätigte Getriebeschaltung (16) mit einer manuell betätigbaren Getriebebedieneinrichtung (22) aufweist, mit der – eine Fahrstufenstellung zur Fahrt (R oder D) und alternativ – eine Parkstellung (P) zum Einlegen der formschlüssigen Parksperre (95) einlegbar ist, wobei eine reibschlüssige Radbremse (5) des Kraftfahrzeugs in einem Gefälle oder am Hang in einem ersten Verfahrensschritt in Folge einer manuellen Betätigung der Getriebebedieneinrichtung (22) einrückt und in dieser reibschlüssig eingerückten Stellung gehalten wird, und gleichzeitig oder im Anschluss die Parksperre (95) eingerückt wird, und wobei die Radbremse (5) bei stillgesetztem Antriebsmotor (1) in der reibschlüssig eingerückten Stellung gehalten wird und wobei auf eine manuelle Betätigung der Getriebebedieneinrichtung (22) in eine Fahrstufenstellung zur Fahrt die Radbremse (5) erst dann vollständig gelöst wird, wenn die Parksperre (95) zeitlich zuvor gelöst ist.
Verfahren zum Parken und Starten eines Kraftfahrzeuges in einem Gefälle oder am Hang wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor (1), ein Automatikgetriebe (10) mit einer formschlüssigen Parksperre (95) und eine Funktionalität (Key-P) aufweist, welche die Parksperre (95) infolge eines Zündschlüsselabzuges oder eines Verlassens des Kraftfahrzeuges durch den Fahrzeugführer einrücken lässt, wobei das Automatikgetriebe (10) eine hilfskraftbetätigte Getriebeschaltung mit einem Getriebe-Steuergerät (shift-by-wire-Steuergerät 19) aufweist, mit welchem ein Signal – für eine Fahrstufenstellung zur Fahrt (R oder D) und alternativ – für eine Parkstellung (P) zum Einlegen der formschlüssigen Parksperre (95) an korrespondierende Stellglieder leitbar ist, wobei eine reibschlüssige Radbremse (5) des Kraftfahrzeugs in einem Gefälle oder am Hang in einem ersten Verfahrensschritt in Folge eines Signals des Getriebe-Steuergerätes (shift-by-wire-Steuergerät 19) einrückt und in dieser reibschlüssig eingerückten Stellung gehalten wird, und gleichzeitig oder im Anschluss die Parksperre (95) eingerückt wird, und wobei die Radbremse (5) bei stillgesetztem Antriebsmotor (1) in der reibschlüssig eingerückten Stellung gehalten wird und wobei auf einen Signal des Getriebe-Steuergerätes (shift-by-wire-Steuergerät 19) zum Lösen der Parksperre (95) die Radbremse (5) erst dann vollständig gelöst wird, wenn die Parksperre (95) gelöst ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremse eine elektrisch betätigbare Feststellbremse (72) ist.
Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrohydraulisches Bremssystem als Betriebsbremse vorgesehen ist, wobei zum Lösen der Parksperre grundsätzlich in der folgenden Reihenfolge a.) die Betriebsbremse geschlossen, b.) die Parksperre (95) gelöst, c.) die elektrisch betätigbare Feststellbremse (72) geöffnet und d.) die Betriebsbremse geöffnet wird.
Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Verfahrensschritte a.) bis c.) in zeitlicher Überschneidung erfolgen.
Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Überschneidung zumindest mittelbar in Abhängigkeit von der Neigung des Fahrzeuges erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremse (5) im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeuges selbsthemmend geschlossen ist.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremse (5) im abgestelltem Zustand des Kraftfahrzeuges mittels einer Haltekraft im geschlossen Zustand gehalten wird, die geringer ist als die sich an der Radbremse wirksame Kraft, die sich aus dem Bremsdruck herleiten lässt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre (95) eine drehfest auf einer Getriebeausgangswelle (12) angeordnetes Parksperrenrad (94) und eine Sperrklinke (93) umfasst, wobei ein Klinkenzahn (90) der Sperrklinke (93) bei eingerückter Parksperre (95) in eine Zahnlücke des Parksperrenrades (94) eingreift.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abhängig von einer Außentemperatur ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abhängig von einer Neigung des Fahrzeuges ausgeführt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nur dann ausgeführt wird, wenn die Neigung des Fahrzeuges oberhalb eines Schwellwertes liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Verfahren geschlossene Betriebsbremse bzw. Feststellbremse nach einem langen Abstellzeitraum selbsttätig geöffnet wird, wohingegen die Parksperre eingelegt bleibt.