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Die Erfindung betrifft eine Parksperrenbetätigungseinrichtung
und eine Fahrstufenwähleinrichtung
für ein
Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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In der
DE 44 22 257 C1 sind eine Parksperrenbetätigungseinrichtung
und eine Fahrstufenwähleinrichtung
für ein
Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs beschrieben, welche über eine
Parksperrenbetätigungselement
in Form einer Sperrklinke und über
einen Einlege-Energiespeicher in Form eines Federspeichers verfügen. Ist
ein Zündstromkreis
des Kraftfahrzeugs eingeschaltet, so wird die Sperrklinke mittels
eines Elektromotors betätigt
und so die Parksperre eingelegt. Bei ausgeschaltetem Zündstromkreis
wird der Einlege-Energiespeicher mittels eines Wählhebels in Form einer Steuereinrichtung,
eines Blockierhebels und eines Entriegelungshebels freigegeben und
damit die Parksperre eingelegt. Dabei ändert sich das Energieniveau
des Einlege-Energiespeichers. Bei eingelegter Parksperre ist eine
Ausgangswelle des Automatikgetriebes blockiert, so dass das Kraftfahrzeug
gegen Wegrollen gesichert ist.
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Demgegenüber ist es die Aufgabe der
Erfindung, eine einfache und kostengünstige Parksperrenbetätigungseinrichtung
vorzuschlagen. Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Parksperrenbetätigungseinrichtung nach Anspruch
1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Parksperrenbetätigungseinrichtung
steht zumindest über
einen Parksperrendruck mit einem Hydrauliksystem des Automatikgetriebes
in Wirkverbindung. Insbesondere wird mittels des Hydrauliksystems
das Automatikgetriebe gesteuert, also werden Hydraulikelemente,
beispielsweise Kupplungen, Bremsen und Hydraulikkolben angesteuert,
um einen Gangwechsel oder eine Übersetzungsänderung
im Automatikgetriebe durchzuführen.
Außerdem
kann mit dem Hydrauliksystem eine Anfahrkupplung angesteuert werden.
Das Automatikgetriebe kann dabei als ein Planetengetriebe, ein stufenloses
Getriebe oder als ein automatisiertes Schaltgetriebe mit Einfach-
oder Doppelkupplung ausgeführt
sein. Die Wirkverbindung kann beispielsweise als eine Hydraulikleitung
zwischen dem Hydrauliksystem und einem Hydraulikkolben der Parksperrenbetätigungseinrichtung
ausgeführt
sein.
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Der Einlege-Energiespeicher, der
beispielsweise als ein Federspeicher oder ein hydraulischer oder
pneumatischer Druckspeicher ausgeführt sein kann, kann mittels
einer Veränderung
eines Parksperrendrucks des Hydrauliksystems freigegeben und damit
die Parksperre eingelegt werden. Unter der Freigabe des Energiespeichers
wird dabei und im folgenden verstanden, daß die gespeicherte Energie freigegeben
und damit beispielsweise eine Bewegung eines Bauteils der Parksperrenbetätigungseinrichtung
hervorgerufen wird. Hierbei kann eine vollständige oder teilweise Freigabe
erfolgen. Die Freigabe kann in einer vollständigen Freigabe bestehen, also
in, einer Beeinflussung der Bewegung des Bauteils lediglich durch
den Einlege-Energiespeicher, oder
in einer bedingten Freigabe, also der Freigabe nach Maßgabe eines
weiteren Betriebsparameters oder einer Steuerung oder Regelung.
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Ein Arbeitsdruck im Hydrauliksystem
und damit auch der Parksperrendruck werden von einer Pumpe erzeugt,
welche beispielsweise von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs
oder elektrisch angetrieben werden kann. Es ist ebenfalls möglich, dass
neben einer von der Antriebsmaschine angetriebenen Pumpe eine elektrisch
angetriebene Zusatzpumpe vorgesehen ist, die bei einem Abschalten der
Antriebsmaschine den Arbeitsdruck erzeugt. Das Abschalten kann beispielsweise
durch einen Fahrzeugführer
oder durch eine automatisiertes Start-Stop-Einrichtung erfolgen. Der Parksperrendruck
kann mittels eines oder mehreren Ventilen vom Arbeitsdruck abgeleitet
und eingestellt werden. Der Parksperrendruck kann den Arbeitsdruck
aber nicht übersteigen.
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Durch die Kopplung mit dem vorhandenen Hydrauliksystem
des Automatikgetriebes wird eine einfache und kostengünstige Parksperrenbetätigungseinrichtung
ermöglicht,
da die Parksperrenbetätigungseinrichtung
wenige Bauteile aufweist. Zusätzlich
ist eine Integration der Parksperrenbetätigungseinrichtung in das Hydrauliksystem,
beispielsweise in eine sogenannte Schaltplatte, möglich. Damit
benötigt
die Parksperrenbetätigungseinrichtung besonders
wenig Bauraum. Außerdem
kann vor einer Montage des Automatikgetriebes die Schaltplatte inklusive
Parksperrenbetätigungseinrichtung
als Einheit geprüft
werden. Damit kann sichergestellt werden, daß nur funktionstüchtige Einheiten
montiert werden. Ein weiterer Vorteil einer Integration ist es, daß die hydraulischen
Leitung kurz sind und so weniger Leckagen und Schwingungsprobleme
auftreten.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird
der Einlege-Energiespeicher
bei einem Absinken des Parksperrendrucks unter einen Grenzwert ausgelöst und damit
die Parksperre eingelegt. Der Grenzwert ist dabei von der Ausgestaltung
des Einlege-Energiespeichers abhängig
und ist somit konstruktiv vorgebbar und/oder einstellbar. Der Parksperrendruck
kann dabei entweder mittels der genannten Ventile unter den Grenzwert
eingestellt werden oder der Arbeitsdruck und damit auch der Parksperrendruck
sinken unter den Grenzwert. Ein Absinken des Arbeitsdruckes unter
den Grenzwert kann durch ein Abstellen der Antriebsmaschine oder
durch einen Ausfall der elektrisch angetriebenen Pumpe hervorgerufen
werden. In beiden Fällen
steht im Hydrauliksystem kein Druck für die Ansteuerung von Hydraulikelementen,
beispielsweise für
einen Gangwechsel oder ein Einlegen der Parksperre mittels eines
hydraulischen Stellglieds, mehr zur Verfügung. Im Falle einer von der Antriebsmaschine
angetriebenen Pumpe wird damit bei einem Abschalten der Antriebsmaschine
die Parksperre eingelegt. Damit wird das Kraftfahrzeug sofort gegen
ein Wegrollen oder ein Wegschieben gesichert. Damit wird das Kraftfahrzeug
wirkungsvoll gegen Diebstahl geschützt. Durch das Einlegen der Parksperre
in dem Fall, daß der
Parksperrendruck unter den genannten Grenzwert absinkt, wird damit ein
besonders sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleistet.
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Die Parksperre ist insbesondere so
ausgeführt,
daß sie
erst unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einrastet
und damit eine Ausgangswelle des Automatikgetriebes blockiert. Bei
einem Auslösen
des Einlege-Energiespeichers bei einer Geschwindigkeit oberhalb
der Grenzgeschwindigkeit wird das Parksperrenbetätigungselement mittels des
Einlege-Energiespeichers
vorgespannt. Bei Erreichen der Grenzgeschwindigkeit rastet die Parksperre
dann ein.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann
das Energieniveau des Einlege-Energiespeichers mittels des Parksperrendrucks
erhöht
werden. Dabei wird dem Einlege-Energiespeicher Energie, beispielsweise
in Form eines Spannens der Feder eines Federspeichers oder einer
Erhöhung
des Drucks eines Druckspeichers zugeführt. Insbesondere wird der Einlege-Energiespeicher
beim Auslegen der Parksperre aufgefüllt. Somit sind keine Bauteile
für ein Auffüllen des
Einlege-Energiespeichers notwendig. Damit wird ein besonders einfacher
und kostengünstiger
Aufbau der Parksperrenbetätigungseinrichtung ermöglicht.
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In Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Parksperrenbetätigungseinrichtung über eine
Entriegelungsvorrichtung, mittels welcher die Parksperre über das
Parksperrenbetätigungselement
auslegbar ist. Die Entriegelungsvorrichtung weist einen Ent riegelungs-Energiespeicher
auf, womit die Parksperre ohne eine Krafteinwirkung auf das Parksperrenbetätigungselement
durch einen Fahrzeugführer
oder einen Hydraulikdruck auslegbar ist. Damit ist neben einem wirksamen
Diebstahlschutz die Möglichkeit
zum Abschleppen des Kraftfahrzeugs gegeben. Der Entriegelungs-Energiespeicher
kann mittels eines Stellglieds oder durch einen Fahrzeugführer ausgelöst werden.
Das Stellglied kann beispielsweise als ein Hubmagnet, welcher von
einer Steuerungseinrichtung ansteuerbar ist, ausgeführt sein.
Damit wird eine einfache und kostengünstige Integration der Entriegelungsvorrichtung
in die Schaltplatte möglich.
Weiterhin ist damit neben einem wirksamen Diebstahlschutz auch die
Möglichkeit
zum Abschleppen des Kraftfahrzeugs gegeben.
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Die Entriegelungsvorrichtung kann
auch ohne Entriegelungs-Energiespeicher
ausgeführt sein.
Die notwendige Energie kann beispielsweise vom Fahrzeugführer über einen
Bowdenzug oder eine Verbindungsstange zugeführt werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird
die Parksperrenbetätigungseinrichtung
in einer Fahrstufenwähleinrichtung
eingesetzt. Die Fahrstufenwähleinrichtung
verfügt über ein
zweites Stellglied und einen Wählschieber,
wobei mittels des Stellglieds und des Wählschiebers verschiedene Fahrstufen
des Automatikgetriebes einstellbar sind. von der Fahrstufenwähleinrichtung
werden Fahrstufen, beispielsweise „P", „R", „N" und „D", welche vom Fahrzeugführer mittels
eines Wählhebels
ausgewählt
werden, in der hydraulischen Steuerung des Automatikgetriebes durch
eine Verschiebung oder Drehung des Wählschiebers eingestellt. Durch
die Verbindung der Parksperrenbetätigungseinrichtung mit der
Fahrstufenwähleinrichtung
wird außerdem
in der Stellung „P" (Parken) die Parksperre
eingelegt und in den anderen Stellungen ausgelegt. Der Wählschieber
kann im Getriebe auch nur die Stellungen „R", „N" und „D" aufweisen, wobei
der Wählschieber
in der Wählhebelposition „P" dann die Stellung „N" (Neutral) einnimmt.
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Das genannte Stellglied kann beispielsweise als
ein Elektromotor, ein Hydromotor, eine hydraulische oder pneumatische
Kolben-Zylinder-Einheit oder ein Ventil, welches einen Druck auf
den Wählschieber
freigibt oder absperrt, ausgeführt
sein.
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Durch den Einsatz des Parksperrenbetätigungseinrichtung
in der Fahrstufenwähleinrichtung wird
eine Fahrstufenwähleinrichtung
mit den vorgenannten Vorteilen der Parksperrenbetätigungseinrichtung
ermöglicht.
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In Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Fahrstufenwähleinrichtung über eine
Rastierung, mittels welcher eine eingestellte Fahrstufe im Automatikgetriebe
rastierbar ist. Damit ist die Fahrstufe im Automatikgetriebe auch
ohne Einsatz des Stellglieds gesichert. Dies ist vor allem bei einem Übergang
von einem Normalbetrieb in einen Notbetrieb, in dem die Fahrstufenwähleinrichtung
nicht mehr voll funktionstüchtig
ist, notwendig. Mit der Rastierung wird sichergestellt, daß bei dem
genannten Übergang
die eingestellte Fahrstufe beibehalten wird und das Kraftfahrzeug
noch in gewissen Grenzen betriebsbereit bleibt.
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In Ausgestaltung der Erfindung steht
das zweite Stellglied, der Wählschieber,
das Parksperrenbetätigungselement
und der Einlege-Energiespeicher mit einem Verbindungselement, beispielsweise in
Form einer Rastenplatte, in Wirkverbindung.
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Damit ist die Parksperre ebenfalls
mit dem zweiten Stellglied betätigbar,
was eine besonders einfache und kostengünstige Kombination aus Parksperrenbetätigungseinrichtung
und Fahrstufenwähleinrichtung
ermöglicht.
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In Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Rastierung über eine
Zylinder-Kolben-Einheit, und einen Rastier-Energiespeicher, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit
mit einem Rastierdruck des Hydrauliksystems beaufschlagbar ist.
Ist der Rastierdruck größer als
ein Grenzwert, so ist die Rastierung aktiv und die Fahrstufe ist
gesichert. Fällt
der Rastierdruck unter den genannten Grenzwert, so wird die Rastierung durch
den Rastier-Energiespeicher gelöst.
Der Rastierdruck kann mittels eines Ventils eingestellt werden.
Damit kann bei einer Änderung
der Fahrstufe die Rastierung aufgehoben werden und die Rastierung
muß nicht,
wie bei einer rein mechanischen Lösung, überdruckt werden. Somit sind
für die Änderung
einer Fahrstufe geringe Stellkräfte
notwendig. Somit sind die notwendigen Stellglieder kostengünstig und/oder
benötigen
wenig Bauraum.
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Außerdem wird bei einem Absinken
des Arbeitsdrucks die Rastierung ohne weitere Maßnahmen aufgehoben und das
Verbindungselement kann mittels des Einlege-Energiespeichers in
eine Position, welche der Stellung „P" entspricht, gebracht werden. Auf diese
Weise wird der Wählschieber
in die entsprechende Position gebracht und die Parksperre wird eingelegt.
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In Ausgestaltung der Erfindung verfügt der Wählschieber über zwei
sich gegenüberliegende Wirkflächen, welche
mit einem Verstelldruck des Hydrauliksystems beaufschlagbar sind.
Demgemäß ist der
Wählschieber
in beide möglichen
Richtungen bewegbar und die Fahrstufen sind im Automatikgetriebe
einstellbar. Die Drücke
auf die Wirkflächen
sind mit einem oder mehreren Ventilen, welche von der Steuerungseinrichtung
des Automatikgetriebes ansteuerbar sind, einstellbar.
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Damit wird eine besonders kompakte
Kombination aus Parksperrenbetätigungseinrichtung
und Fahrstufenwähleinrichtung
ermöglicht,
welche sich insbesondere einfach in die Schaltplatte der hydraulischen
Steuerung des Automatikgetriebes integrieren läßt.
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Weitere Vorteile der Erfindung gehen
aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1a eine
Fahrstufenwähleinrichtung
mit einer Parksperrenbetätigungseinrichtung
für ein
Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs,
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1b eine
Rastiereinrichtung der Fahrstufenwähleinrichtung in 1a,
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2 eine
Fahrstufenwähleinrichtung
mit einer Parksperrenbetätigungseinrichtung
in einer zweiten Ausführungsform,
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3a eine
Fahrstufenwähleinrichtung
mit einer Parksperrenbetätigungseinrichtung
in einer dritten Ausführungsform,
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3b und 3c eine Rastiereinrichtung
der Fahrstufenwähleinrichtung
in 3a,
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4 eine
Fahrstufenwähleinrichtung
mit einer Parksperrenbetätigungseinrichtung
in einer vierten Ausführungsform
und
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5 eine
Parksperrenbetätigungseinrichtung
mit einer Entriegelungsvorrichtung.
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Gemäß 1a verfügt eine Fahrstufenwähleinrichtung 10 für ein nicht
dargestelltes Automatikgetriebe über
ein Verbindungselement in Form einer Rastenplatte 11, welche
beispielsweise aus Blech ausgeführt
sein kann. Die Rastenplatte 11 ist auf einer Welle 12 drehbar
gelagert. An einer Endfläche 13 verfügt die Rastenplatte 11 über eine
Stirnradverzahnung 14 in welche eine Ausgangswelle 15 eines Stellglieds
in Form eines Elektromotors 16 eingreift. Die Ausgangswelle 15 ist
dabei parallel zur Welle 12 angeordnet. Damit ist die Rastenplatte 11 mittels
des Elektromotors 16 um die Welle 12 drehbar.
Der Elektromotor 16 wird von einer nicht dargestellten
Steuerungseinrichtung angesteuert.
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Zwischen der Endfläche 13 und
der Welle 12 verfügt
die Rastenplatte 11 über
einen Zapfen 17, welcher von einem Ende 19 eines
Verbindungsbügels 18 teilweise
umschlossen wird. Das gegenüberliegende
Ende 20 des Verbindungsbügels 18 ist mit einem
aus zylinderförmigen
Abschnitten aufgebauten Wählschieber 21 verbunden.
Damit kann der Wählschieber 21 mittels
des Elektromotors 16 in axialer Richtung verschoben werden.
Somit sind in dem Automatikgetriebe verschiedene Fahrstufen einstellbar,
indem je nach Fahrstufe unterschiedliche Kanäle in einer hydraulischen Steuerung
freigegeben oder verschlossen werden. Mit dem dargestellten Wählschieber
sind 4 Positionen („P", „R", „N" und „D") einstellbar.
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Auf der der Endfläche 13 bezüglich der
Welle 12 gegenüberliegenden
Seite 22 der Rastenplatte 11 ist ein zweiter Zapfen 23 angeordnet.
Der Zapfen 23 wird von einem Ende 25 eines Parksperrenbetätigungselements
in Form eines Parksperrenkegels 24 umschlossen. Der Parksperrenkegel 24 ist
so ausgerichtet, daß bei
einer Drehung der Rastenplatte 11 um die Welle 12 der
Wählschieber 21 und
der Parksperrenkegel 24 entgegengesetzte Bewegungen ausführen. Der
Parksperrenkegel 24 weist eine Stange 26 und koaxial
dazu angeordnet einen, dem Ende 25 gegenüberliegenden,
hauptsächlich
zylinderförmigen
Abschnitt 27 auf. Der zylinderförmige Abschnitt 27 weist
an seinen Grundflächen
jeweils Fasen 28 auf.
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Damit kann der Parksperrenkegel 24 ebenfalls
mittels des Elektromotors 16 in axialer Richtung verschoben
werden. Mittels des Parksperrenkegels 24 kann eine nicht
dargestellte Sperrklinke mit einem nicht dargestellten Parksperrenrad
in Eingriff gebracht und damit eine Parksperre eingelegt werden. Bei
eingelegter Parksperre ist damit eine Ausgangswelle des Automatikgetriebes
blockiert.
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An der Rastenplatte 11 ist
eine Rastiereinrichtung 29 angeordnet. Dazu verfügt die Rastenplatte 11 über 4 nebeneinander
angeordnete Bohrungen 30, 31, 32, 33.
Dabei ist jeder Bohrung eine Fahrstufe des Automatikgetriebes zugeordnet.
Zum besseren Verständnis
sind die Bohrungen 30 („P"), 31 („R"), 32 („N"), 33 („D") mit den einzelnen Fahrstufen gekennzeichnet.
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In 1b ist
ein Bereich um die Bohrung 33 der Rastenplatte 11 in
einer Seitenansicht dargestellt. In die Bohrung 33 rastet
eine Kugel 34 ein, welche von einer Feder 35 gegen
die Bohrung 33 gedrückt
wird. Die Feder 35 stützt
sich an einem Gehäuseteil 36 ab.
Eine fest mit dem Gehäuseteil
verbundenen Hülse 37 umschließt die Feder 35 vollständig und
die Kugel 34 teilweise. Damit ist die Rastenplatte 11 in
der in 1a dargestellten
Position fixiert und bei einer Drehung muß eine zusätzliche Kraft aufgebracht werden,
mit welcher die Feder 35 zusammengedrückt und damit die Kugel 34 aus
der Bohrung 33 herausgeschoben wird.
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In der in der 1a dargestellten Position der Rastenplatte 11 ist
die Fahrstufe „D" (Vorwärtsfahrt)
eingelegt und damit die Kugel 34 in die Bohrung 33 eingerastet.
Soll nun eine andere Fahrstufe eingelegt werden, so kann die Rastenplatte 11 mittels des
Elektromotors 16 im Uhrzeigersinn verdreht werden. Dabei
führen
der Wählschieber 21 und
der Parksperrenkegel 24 jeweils Bewegungen aus, welche von
der Welle 12 weggerichtet sind. Wird die Fahrstufe „P" und damit die der
Fahrstufe „D" entgegengesetzte
Endstellung erreicht, rastet die Kugel 34 in die Bohrung 30 ein.
In dieser Stellung ist die Parksperre wie beschrieben eingelegt.
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In 1a ist
außerdem
eine Parksperrenbetätigungseinrichtung 38 dargestellt.
Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 38 verfügt über eine
Kolben-Zylinder-Einheit 39 mit einem Zylinder 40 und
einem im Zylinder 40 geführten Kolben 41. Der
Zylinder 40 ist mittels einer Druckleitung 42 mit
einem Hydrauliksystem 43 des Automatikgetriebes verbunden.
Ein Arbeitsdruck des Hydrauliksystems 43 wird von einer Pumpe 44 erzeugt,
welche von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs
angetrieben wird. Im Zylinder 40 wirkt damit ein Parksperrendruck,
welcher direkt dem Arbeitsdruck des Hydrauliksystems 43 entspricht.
Der Kolben 41 ist mit einer Betätigungsstange 45 verbunden.
Das dem Zylinder 40 entgegengesetzte Ende 46 der
Betätigungsstange 45 ist
abgewinkelt.
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Innerhalb des sich ergebenden Winkels
ist ein dritter Zapfen 47 der Rastenplatte 11 angeordnet, so
daß mittels
der Betätigungsstange 45 ein
im Uhrzeigersinn orientiertes Drehmoment auf die Rastenplatte 11 ausgeübt werden
kann. Das Betätigungselement 45 ist
durch ein Abstützelement 48 geführt, welches
bewegungsfest mit einem nicht dargestellten Gehäuse des Automatikgetriebes
verbunden ist. Zwischen dem Abstützelement 48 und
dem Kolben 41 ist ein Einlege-Energiespeicher in Form einer
Feder 49 angeordnet. Im dargestellten Zustand ist die Antriebsmaschine
in Betrieb und die Pumpe 44 erzeugt einen Arbeitsdruck.
Damit wirkt auch im Zylinder 41 ein ausreichender Parksperrendruck,
welcher eine ausreichende Kraft in Richtung des Abstützelements 48 auf
den Kolben 41 ausübt.
Damit ist die Feder 49 gespannt und der Einlege-Energiespeicher
ist auf einem hohen Energieniveau.
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Fällt
der Arbeitsdruck und damit der Parksperrendruck, beispielsweise
durch ein Abstellen der Antriebsmaschine, unter einen Grenzwert,
so ist die auf den Zylinder 41 wirkende Kraft der Feder 49 größer als
die vom Parksperrendruck erzeugte, entgegengesetzte Kraft. Damit
wird der Zylinder 41 von der Feder 49 unter Änderung
des Energieniveaus vom Abstützelement 48 weg
gedrückt.
Damit wird auch die Betätigungsstange 45 in
die genannte Richtung bewegt und über den Zapfen 47 wird
ein Drehmoment auf die Rastenplatte 11 erzeugt, welche
die Rastenplatte 11 im Uhrzeigersinn dreht. Die Feder 49 ist
so ausgelegt, daß die
Rastenplatte 11 bis an ihren Anschlag in die Fahrstufe „P" gedreht und damit
die Parksperre eingelegt wird.
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Wird die Antriebsmaschine wieder
in Betrieb genommen, womit der Arbeitsdruck und damit auch der Parksperrendruck
ansteigt, so wird der Kolben 41 gegen die Feder 49 wieder
in Richtung des Abstützelements
bewegt. Die Feder 49 wird dabei gespannt und das Energieniveau
des Einlege-Energiespeichers wird damit mittels des Parksperrendrucks
erhöht Das
Stellglied kann auch als ein Hydromotor ausgeführt sein, dessen Ausgangswelle
in gleicher Weise wie die Ausgangswelle des dargestellten Elektromotors
in eine Verzahnung der Rastenplatte eingreift. Der Hydromotor kann
dabei über
geeignete Ventile mit dem Hydrauliksystem des Automatikgetriebes
verbunden sein.
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In 2 ist
eine Fahrstufenwähleinrichtung 110 mit
einer Parksperrenbetätigungseinrichtung 138 in
einer zweiten Ausführungsform
dargestellt. Die Betätigung
eines Wählschiebers 121 ist
vergleichbar mit der Betätigung
des Wählschiebers 21 in 1a. Ein Unterschied liegt
darin, daß eine
Rastenplatte 111 an einer Endfläche 113 über eine
Schneckenverzahnung 114 statt einer Stirnradverzahnung
verfügt.
In diese Schneckenverzahnung 114 greift eine Ausgangswelle 115 eines
Elektromotors 116 ein. Die Ausgangswelle 115 ist
dabei senkrecht zu einer Welle 112 ausgerichtet, auf welcher
die Rastenplatte 111 drehbar gelagert ist.
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Eine Festlegung der eingelegten Fahrstufe im
Sinne einer Rastierung wird durch eine Selbsthemmung der Schneckenverzahnung
zwischen Rastenplatte 111 und Ausgangswelle 115 des
Elektromotors 116 erreicht.
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Mit der Fahrstufenwähleinrichtung 110 sind mit
dem Wählschieber 121 Fahrstufen „R", „N" und „D" einstellbar.
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Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 138 ist
nicht mit der Fahrstufenwähleinrichtung 110 verbunden.
Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 138 verfügt ebenfalls über einen
Parksperrenkegel 124 mittels welchem, wie beschrieben,
die Parksperre einlegbar ist. Ein Ende 125 des Parksperrenkegels 124 ist
mit einer Druckseite 150 eines Kolben 151 einer
Kolben-Zylinder-Einheit 152 verbunden.
Zwischen einer der Druckseite 150 entgegengesetzten Federseite 153 des
Kolbens 151 und einem Gehäuseteil 154 ist ein
Einlege-Energiespeicher in Form einer Feder 155 angeordnet.
Ein sich durch den Kolben 151 in einem Zylinder 156 ergebender
Druckraum 157, welcher in Richtung des Parksperrenkegels 124 angeordnet
ist, ist mittels einer Druckleitung 158 mit einem Hydrauliksystem 143 des
Automatikgetriebes verbunden. Mittels eines Ventils 159,
welches entweder direkt oder mit Zwischenschaltung anderer nicht dargestellter
Ventile von einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung einstellbar
ist, kann die Verbindung zu einer Pumpe 144 hergestellt
oder unterbrochen werden. Die Pumpe 144 wird von einer
nicht dargestellten Antriebsmaschine angetrieben. Wenn die Verbindung
mittels des Ventils 159 unterbrochen ist, ist der Druckraum 157 mit
einem nicht dargestellten Tank verbunden, so daß ein gegebenenfalls vorhandener
Druck im Druckraum 157 abgebaut wird.
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Auf den Kolben 151 wirkt
somit einerseits die Kraft der Feder 155 in Richtung des
Parksperrenkegels 124 und andererseits eine entgegengesetzte Kraft,
welche von einem in dem Druckraum 157 herrschenden Parksperrendruck
erzeugt wird. Ist der Druckraum 157 mittels des Ventils 159 mit
der Pumpe 144 verbunden, so entspricht der Parksperrendruck
dem Arbeitsdruck des Hydrauliksystems 143. Im Betrieb der
Antriebsmaschine ist der Arbeitsdruck und damit auch der Parksperrendruck
so hoch, daß der
Kolben 151 gegen die Kraft der Feder 155 in Richtung
des Gehäuseteils 154 gedrückt wird.
Der mit dem Kolben 151 verbundene Parksperrenkegel 124 ist
damit ebenfalls in diese Richtung verschoben und die Parksperre
ist ausgelegt. Diese Position ist in 2 dargestellt.
Die Parksperre wird eingelegt, wenn der Parksperrendruck unter einen
Grenzwert fällt.
In diesem Fall ist die Kraft der Feder 155 größer als
die entgegengesetzt wirkende Kraft und der Zylinder 151 wird
von dem Gehäuseteil 154 weggedrückt. Damit
bewegt sich auch der Parksperrenkegel 124 von dem Gehäuseteil
weg und die Parksperre wird eingelegt. Der Parksperrendruck kann
unter den Grenzwert fallen, wenn die Verbindung des Druckraums 157 mit
der Pumpe 144 unterbrochen wird oder der Arbeitsdruck des
Hydrauliksystems 143 unter den Grenzwert fällt. Der
Arbeitsdruck kann beispielsweise bei einem Abstellen der Antriebs maschine
unter den Grenzwert fallen. Bei ausreichendem Arbeitsdruck kann
somit die Parksperre mittels des Ventils 159 ein- und ausgelegt
werden. Bei eingelegter Parksperre wird mittels der Fahrstufenwähleinrichtung 110 die
Fahrstufe „N" am Wählschieber 121 eingestellt.
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In 3a ist
eine Fahrstufenwähleinrichtung 210 mit
einer Parksperrenbetätigungseinrichtung 238 in
einer dritten Ausführungsform
dargestellt. Die Fahrstufenwähleinrichtung 210 verfügt ebenso
wie die Fahrstufenwähleinrichtung 10 in 1a über ein Verbindungselement
in Form einer Rastenplatte 211. Die Betätigung eines Wählschiebers 221,
sowie eines Parksperrenkegels 224 und damit das Ein- und Auslegen
der Parksperre ist identisch mit der Ausführung in 1a.
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Die Rastenplatte 211 kann
mittels eines Stellglieds in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit 260 um
eine Welle 212 gedreht werden. Dazu ist ein Kolben 261 an
einer Federseite 262 mittels einer Stange 263 mit
einem an der Rastenplatte 211 angeordneten Zapfen 247 verbunden.
Die Stange 263 ist durch ein Abstützelement 264 geführt, welches
bewegungsfest mit einem nicht dargestellten Gehäuse des Automatikgetriebes
verbunden ist. Zwischen dem Abstützelement 264 und
der Federseite 262 des Kolbens 261 ist ein Einlege-Energiespeicher
in Form einer Feder 265 angeordnet. Ein sich durch den
Kolben 261 in einem Zylinder 266 ergebender Druckraum 267,
welcher sich auf der dem Abstützelement 264 gegenüberliegenden
Seite des Kolbens 261 ergibt, ist mittels einer Druckleitung 269 mit
einem Hydrauliksystem 243 des Automatikgetriebes verbunden.
Mittels eines Ventils 270, welches entweder direkt oder
mit Zwischenschaltung anderer nicht dargestellter Ventile von einer
nicht dargestellten Steuerungseinrichtung einstellbar ist, kann
die Verbindung zu einer Pumpe 244 hergestellt oder unterbrochen
werden. Die Pumpe 244 wird von einer nicht dargestellten
Antriebsmaschine angetrieben. Wenn die Verbindung mittels des Ventils 270 unterbrochen
ist, ist der Druckraum 267 mit einem nicht dargestellten
Tank verbunden, so daß ein
gegebenenfalls vorhandener Druck im Druckraum 267 abgebaut
wird.
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Den Stellungen der Rastenplatte 211 in
den verschiedenen Fahrstufen entsprechen Stellungen des Kolbens 261 im
Zylinder 266. Durch ein Verschieben des Kolbens 261 können somit
die verschiedenen Fahrstufen des Automatikgetriebes eingestellt
werden.
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Zur Festlegung der eingelegten Fahrstufe verfügt die Fahrstufenwähleinrichtung 210 über eine Rastiereinrichtung 229.
Dazu weist die Rastenplatte 211 4 Bohrungen 230, 231, 232, 233 auf.
Dabei ist jeder Bohrung eine Fahrstufe des Automatikgetriebes zugeordnet.
Zum besseren Verständnis
sind die Bohrungen 230 („P"), 231 („R"), 232 („N"), 233 („D") mit den einzelnen Fahrstufen gekennzeichnet.
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In 3b und 3c ist ein Bereich um die
Bohrung 233 der Rastenplatte 211 in einer Seitenansicht dargestellt.
Die Rastiereinrichtung 229 verfügt über einen Stößel 271,
welcher in die Bohrung 233 eingesteckt werden kann. Der
Stößel 271 ist
mit einem Kolben 272 verbunden, welcher in einem Zylinder 273 geführt ist.
Zwischen dem Kolben 272 und der Rastenplatte 211 ist
eine Feder 274 angeordnet, welche auf den Stößel 271 eine
Kraft ausübt,
welche den Zapfen 272 aus der Bohrung 233 herausdrücken möchte. Ein
sich durch den Kolben 272 im Zylinder 273 ergebender
Druckraum 275 ist mit dem in 3b und 3c nicht dargestellten Hydrauliksystem 243 verbunden.
Damit kann im Druckraum 275 ein Parksperrendruck eingestellt
werden. Ist der Druck größer als ein
Grenzwert, so ist die Kraft, die durch den Parksperrendruck auf
den Kolben 272 in Richtung Bohrung 233 wirkt,
größer als
die entgegengesetzt wirkende Kraft der Feder 274. Damit
wird der Kolben 272 in Richtung Bohrung 233 bewegt
und der Stößel 271 ragt
durch die Bohrung 233 hindurch. Diese Position ist in 3a dargestellt. Fällt der
Parksperrendruck unter den Grenzwert, so überwiegt die Kraft der Feder 274 und
der Stößel 271 wird
aus der Boh rung 233 herausgedrückt und damit die Rastierung
aufgehoben. Diese Position ist in 3b dargestellt.
Ein Absinken des Parksperrendrucks unter den Grenzwert kann von
der Steuerungseinrichtung des Automatikgetriebes mittels nicht dargestellter
Ventile eingestellt werden. Ein Absinken unter den Grenzwert kann
auch dadurch hervorgerufen werden, daß der Arbeitsdruck des Hydrauliksystems 243 unter
den Grenzwert fällt.
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In der in der 3a dargestellten Position der Rastenplatte 211 ist
die Fahrstufe „D" eingelegt und der
Parksperrendruck in der Druckkammer 275 größer als
der Grenzwert. Damit durchdringt der Stößel 271 die Bohrung 233.
Soll nun eine andere Fahrstufe eingelegt werden, so kann die Rastenplatte 211 mittels
der Kolben-Zylinder-Einheit 260 im Uhrzeigersinn verdreht
werden. Dazu wird der Druckraum 267 mittels des Ventils 270 von
der Pumpe 244 getrennt und der Parksperrendruck im Druckraum 275 der Rastiereinrichtung 229 wird
unter den Grenzwert abgesenkt. Durch die von der Feder 265 aufgebrachte Kraft
wird der Kolben 261 vom Abstützelement 264 weggedrückt und
damit die Rastenplatte im Uhrzeigersinn gedreht. Sobald die gewünschte Position
der Rastenplatte 211, also die gewünschte Fahrstufe eingestellt
ist, wird der Parksperrendruck erhöht und die Position mittels
der Rastierung 229 festgehalten. Zur genaueren Einstellung
einer Position können
Sensoren beispielsweise am Zylinder 266 oder an der Rastenplatte 211 zur
Messung der Position der Rastenplatte angeordnet sein.
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Um eine Drehung der Rastenplatte 211 aus einer
Fahrstufe ungleich „D" gegen den Uhrzeigersinn
auszuführen,
wird mittels des Ventils 270 der Druckraum 267 mit
der Pumpe 244 verbunden. Damit entspricht der Druck im
Druckraum 267 dem Arbeitsdruck und auf den Kolben 261 wird
eine Kraft in Richtung des Abstützelements 264 aufgebracht.
Gleichzeitig wird der Parksperrendruck im Druckraum 275 der
Rastiereinrichtung 229 unter den Grenzwert gesenkt und
damit die Rastierung aufgehoben. Nach Erreichen der gewünschten
Position der Rastenplatte
211 wird diese wie beschrieben
festgehalten. Der Druck im Druckraum 267 kann anschließend wieder abgesenkt
werden. Zur genaueren Positionierung des Kolbens 261 kann
der Druck im Druckraum 267 mittels weiterer Ventile einstellbar
sein.
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Fällt
der Arbeitsdruck des Hydrauliksystems 243, beispielsweise
durch ein Abstellen der Antriebsmaschine, unter den genannten Grenzwert
ab, so wird die Rastierung wie beschrieben aufgehoben. Falls in
der Druckkammer 267 ein erhöhter Druck herrscht, fällt dieser,
unabhängig
von der Stellung des Ventils 270 ebenfalls ab, so daß der Kolben 261 von
der Feder 265 vom Abstützelement 264 weggedrückt wird.
Die Rastenplatte 211 wird damit im Uhrzeigersinn gedreht.
Die Feder 265 und die Kolben-Zylinder-Einheit 260 sind
so ausgelegt, daß die Rastenplatte 211 bis
in die Position „P" gedreht und damit
die Parksperre eingelegt wird.
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In 4 ist
eine Fahrstufenwähleinrichtung 310 mit
einer Parksperrenbetätigungseinrichtung 338 und
einem Parksperrenkegel 324 in einer vierten Ausführungsform
dargestellt. Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 338 verfügt über einen
Einlege-Energiespeicher in Form einer Feder 355. Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 338 ist
dabei identisch und mit der selben Wirkungsweise wie die Parksperrenbetätigungseinrichtung 138 in 2 ausgeführt. Auf die Parksperrenbetätigungseinrichtung 338 wird daher
nicht weiter eingegangen.
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Die Fahrstufenwähleinrichtung 310 weist
einen Wählschieber 321 auf,
welcher in einem Zylinder 372 geführt ist. Ein Konturelement 373 des
Wählschiebers 321 ragt
in axialer Richtung aus dem Zylinder 372 heraus. Mittels
einer axialen Verschiebung des Wählschiebers 321 sind
die verschienenen Fahrstufen im Automatikgetriebe einstellbar. Von
axialen Abschlußflächen 374, 375 des
Wählschiebers 321 und
dem Zylinder 372 werden zwei Druckräume 376, 377 gebildet,
welche mit Druckleitungen 378, 379 mit einem Hydrauliksystem 343 des
Automatikgetriebes verbunden sind. Mittels Ventilen 380, 381 können die Druck leitungen 378, 379 unterbrochen
werden. Im Hydrauliksystem 343 erzeugt eine Pumpe 344,
welche von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben
wird, einen Arbeitsdruck. Ist ein Druckraum 376, 377 mit
dem Hydrauliksystem 343 verbunden, so herrscht auch in
dem Druckraum 376, 377 der Arbeitsdruck. Durch
den Druck in den Druckräumen 376, 377 wirkt
eine Kraft in axialer Richtung auf den Wählschieber 321. Wird
nur einer der beiden Druckräume 376, 377 mit
dem Hydrauliksystem 343 verbunden und ist der Arbeitsdruck
ausreichend hoch, so wird der Wählschieber 321 durch
die auf eine der Abschlußflächen 374, 375 wirkende
Kraft in eine Richtung verschoben und so eine andere Fahrstufe im
Automatikgetriebe eingelegt.
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Die Fahrstufenwähleinrichtung 310 weist auch
eine Rastiereinrichtung 329 auf. Die Rastiereinrichtung
verfügt über eine
Feder 335, welche sich an einem Gehäuseteil 336 abstützt und
eine Kugel 334 in radialer Richtung gegen das Konturelement 373 drückt. Eine
Hülse 337,
welche fest mit dem Gehäuseteil 336 verbunden
ist, umschließt
die Feder 335 ganz und die Kugel 334 teilweise.
Das Konturelement 373 ist so ausgeformt, daß die Kugel 334 in
einer axialen Position des Wählschiebers 321,
welche einer Fahrstufe entspricht, in eine Vertiefung des Konturelements 373 eingedrückt und
der Wählschieber 321 damit
in axialer Richtung festgelegt wird. Bei einer Änderung der Fahrstufe wird
die Kugel 334 aus der Vertiefung heraus- und damit die Feder 335 zusammengedrückt. Damit
ist die axiale Festlegung aufgehoben und der Wählschieber 321 kann
in axialer Richtung verschoben werden.
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Die Ventile zum Verbinden und Trennen
der Druckräume
mit dem Hydrauliksystem können
auch in einem Ventil zusammengefaßt sein. Falls nach einem Abschalten
der Antriebsmaschine und dem damit verbundenen Abfallen des Arbeitsdrucks
der Wählschieber
oder die Parksperre noch betätigt
werden sollen, kann im Hydrauliksystem ein Druckspeicher vorgesehen
werden, welcher einen für
eine ein- oder mehrmalige Betätigung
notwendigen Druck bereitstellt.
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In 5 ist
eine Parksperrenbetätigungseinrichtung 438 dargestellt.
Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 438 verfügt über einen
Parksperrenkegel 424, mittels welchem wie beschrieben die Parksperre
ein- und ausgelegt werden kann. In der dargestellten Position des
Parksperrenkegels 424 ist die Parksperre eingelegt.
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Ein Ende 425 des Parksperrenkegels 424 ist mit
einem Hebel 482 verbunden, welcher an einem Lager 483,
welches fest mit dem Gehäuse
des Automatikgetriebes verbunden ist, drehbar gelagert. Bei einer
Drehung des Hebels 482 um das Lager 483 wird der
Parksperrenkegel 424 in axialer Richtung verschoben. Der
Hebel 482 ist über
eine Stange 484 mit einem Betätigungskolben 485 verbunden,
welcher axial verschiebbar in einem Zylinder 486 angeordnet
ist. Zwischen dem Betätigungskolben 485 und einem,
dem Lager 483 zugewandten 487 Ende des Zylinders 486 ist
ein Einlege-Energiespeicher in Form einer Feder 488 angeordnet.
Die Feder 488 übt eine
Kraft auf den Betätigungskolben
aus, welche vom Lager 483 weggerichtet ist.
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Die Parksperrenbetätigungseinrichtung 438 weist
eine Entriegelungsvorrichtung 497 auf. Dazu ist im Zylinder 486 zusätzlich ein
Auslegekolben 489 angeordnet. Zwischen einem dem Ende 487 gegenüberliegenden
Ende 490 des Zylinders 486 und dem Auslegekolben 489 ist
ein Entriegelungs-Energiespeicher in Form einer Feder 491 angeordnet.
Die Feder 491 übt
eine Kraft auf den Auslegekolben 489 in Richtung des Lagers 483 aus
und drückt
den Auslegekolben 489 gegen eine Arretierung in Form eines Hubmagneten 492,
welcher von einer Steuerungseinrichtung 493 angesteuert
wird.
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Ein vom Betätigungskolben 485,
vom Auslegekolben 489 und dem Zylinder 486 gebildeter Druckraum 494 ist
mit einer Druckleitung 495 mit einem Hydrauliksystem 443 des
Automatikgetriebes verbunden. Im Druckraum 494 herrscht
dabei ein Parksperrendruck. Mittels eines Ventils 496 kann
die Verbindung zu einer Pumpe 444, welche von einer Antriebsmaschine
des Kraftfahrzeugs angetrieben wird hergestellt oder unterbrochen
werden. Ist diese Verbindung hergestellt und der Arbeitsdruck, welcher von
der Pumpe 444 erzeugt wird, ist groß genug, so wirkt auf den Betätigungskolben 485 eine
Kraft in Richtung des Lagers 483 welche den Betätigungskolben 485 gegen
die Kraft der Feder 488 in Richtung des Lagers 483 bewegt.
Damit führt
der Hebel 482 eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn aus
und die Parksperre wird ausgelegt. Die dann erreichte Stellung des
Hebels 482 ist gestrichelt dargestellt. Sinkt der Parksperrendruck
unter einen Grenzwert, so ist die Kraft der Feder 488 auf
den Betätigungskolben größer als
die entgegengesetzt wirkende Kraft. Damit wird der Betätigungskolben 485 vom
Lager 483 wegbewegt und der Hebel 482 führt damit
eine Drehung im Uhrzeigersinn aus. Damit wird die Parksperre eingelegt.
Ein Absinken des Parksperrendrucks unter den Grenzwert kann durch
eine Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Druckraum 494 und
dem Hydrauliksystem und gleichzeitigem Verbinden des Druckraums 494 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 497 nicht
möglich.
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Soll die Parksperre bei ungenügendem Arbeitsdruck
ausgelegt werden, so steuert die Steuerungseinrichtung 493 den
Hubmagnet 492 so an, daß die Arretierung des Auslegekolbens 489 aufgehoben und
damit der Auslegekolben 489 mittels der Feder 491 in
Richtung des Lagers 483 bewegt wird. Die Feder 491 ist
so ausgelegt, daß der
Auslegekolben 489 so weit bewegt wird, daß er auf
den Betätigungskolben 485 trifft
und diesen ebenfalls mit verschiebt. Damit führt der Hebel 482 eine
Drehung gegen den Uhrzeigersinn aus und die Parksperre wird ausgelegt.
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Wird der Parksperrendruck wieder
erhöht,
so wird der Auslegekolben 489 gegen die Kraft der Feder 491 wieder
in seine dargestellte Ausgangslage bewegt und mittels des Hubmagneten 492 arretiert. Die
Entriegelungsvorrichtung 497 ist damit wieder betriebsbereit.
Gleichzeitig wird der Betätigungskolben 485 gegen
die Kraft der Feder 488 in Richtung des Lagers 482 bewegt
und damit die Parksperre ausgelegt. Damit wird das Energieniveau
des Einlege-Energiespeichers in Form der Feder 488 mittels des
Parksperrendrucks erhöht.
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Die beschriebenen Varianten der Betätigung des
Wählschiebers
sind auch ohne die automatische Betätigung der Parksperre bei Abfall
des Drucks im Automatikgetriebe funktionsfähig.
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Den verschiedenen Energiespeicher
können auch
mittels einer weiteren Energiequelle, beispielsweise einer Elektropumpe,
oder einem weiteren Energiespeicher, beispielsweise einem Druckspeicher oder
einem Kondensator, wieder Energie zugeführt und damit eine weitere
Betätigung
des Wählschiebers
oder der Parksperre ermöglicht
werden.
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Die verschiedenen Fahrstufen des
Automatikgetriebes können
auch ohne einen Wählschieber eingestellt
werden. Dies kann beispielsweise durch direkt von einer Steuerungseinrichtung
ansteuerbare Ventile realisiert werden.
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Die genannten Zylinder können als
Bohrungen, beispielsweise in einer sogenannten Steuerplatte ausgeführt sein