DE10082237B4

DE10082237B4 - Schaltgetriebe für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10082237B4
Application number: DE10082237T
Authority: DE
Inventors: Andreas Rogg
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: FR2797017B1; DE10082237D2; US6588294B1; KR100682712B1; FR2797017A1; DE10034746A1; AU6684100A; IT1318261B1; JP2003506639A; ITMI20001724A0; BR0006946A; WO2001009534A1; KR20010085786A; ITMI20001724A1

Abstract

Schaltgetriebe für ein Fahrzeug mit mindestens einer Antriebswelle sowie Abtriebswelle und einer Mehrzahl von an den Wellen angeordneten Zahnrädern, die mittels eines Aktuators in und außer Eingriff bringbar sind, gekennzeichnet durch eine von dem Aktuator betätigbare Parksperreinrichtung zur Blockierung der Abtriebswelle, wobei die Parksperreinrichtung ein an einer Getriebewelle drehfest angeordnetes Parksperrenrad (5) und eine damit in Eingriff bringbare Sperrklinke (2) ist, die über ein vorspannbares Federelement (7) mit dem Parksperrenrad (5) lösbar in Eingriff bringbar ist, oder wobei die Parksperreinrichtung eine formschlüssige über ein vorspannbares Federelement beaufschlagbare Schaltkupplung (16) ist, die im Antriebsstrang des Fahrzeuges vorgesehen ist und mittels der der mit der Getriebeabtriebswelle gekoppelte abtriebsseitige Teil des Antriebsstranges blockierbar ist, und daß der Aktuator und/oder eine Betätigungsmechanik in der das Federelement vorspannbaren Stellung festlegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für ein Fahrzeug mit mindestens einer Antriebswelle sowie einer Abtriebswelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Getriebe für Kraftfahrzeuge sind bereits in vielfacher Ausfertigung bekannt geworden. Aufgrund des Kostenvorteils von Handschaltgetrieben, bei denen der Fahrer für den Gangwechsel sorgt, finden solche Handschaltgetriebe nach wie vor breite Verwendung. Daneben sind auch Automatikgetriebe bekannt geworden, bei denen es sich im Bereich von Personenkraftwagen um vollautomatisierte Schaltgetriebe mit einem hydrodynamischen Wandler und einem nachgeschalteten Getriebe in Planetenbauart handelt. Aufgrund des Drehmomentwandlers besteht bei solchen Getrieben keine direkte Verbindung vom Fahrzeug zum Motor mit seiner Bremskraft, so daß solche Automatikgetriebe oftmals mit einer Parksperre ausgestattet sind, damit sich das Fahrzeug gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen sichern läßt. Bei diesen bekannten Automatikgetrieben wird der Sperrvorgang vom Fahrer des Fahrzeugs herbeigeführt, indem er den Wählhebel in die Parkstellung P verstellt, was über eine Betätigungsmechanik in der Form von beispielsweise Zug- oder Schubstangen zu einer Blockierung der Abtriebswelle des Getriebes führt.
Aufgrund des vorstehend beschriebenen Kostenvorteils von Handschaltgetrieben und der trotzdem bestehenden Tendenz zur Komfortsteigerung von Kraftfahrzeugen, sind aber auch bereits automatisierte Schaltgetriebe bekannt geworden, bei denen ein Aktuator in der Form beispielsweise eines Elektromotors oder zweier Elektromotoren für den Wählvorgang und den Schaltvorgang beim Gangwechsel den Fahrer entlastet. Auch bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe ist eine Sicherung des Fahrzeugs gegen unbeabsichtigtes Wegrollen aufgrund der damit verbundenen Unfallgefahr wünschenswert.
Aus der EP 0 199 731 B1 ist ein Handschalter bekannt, der eine Parkspeere ohne Arretierung aufweist.
Die EP 0 571 274 A1 offenbart eine Parksperre mit Federelement ohne Bezug auf ein automatisiertes Schaltgetriebe.
Die DE 38 25 286 A1 offenbart eine weitere Parksperre für ein manuell schaltbares Gangwechselgetriebe.
Die DE 198 23 767 A1 offenbart ein automatisiertes Getriebe ohne Bezug auf eine Parksperre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Der Erfindung liegt daher nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe für ein Fahrzeug der Eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Fahrzeugs sicher unterbunden wird.
Nach der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe ein Schaltgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Schaltgetriebes sind in den Unteransprüchen festgehalten.
Nach der Erfindung ist ein Schaltgetriebe für ein Fahrzeug mit mindestens einer Antriebswelle sowie mindestens einer Abtriebswelle vorgesehen und einer Mehrzahl von an den Wellen angeordneten Zahnrädern, die mittels eines Aktuators in und außer Eingriff gebracht werden können, wobei der Aktuator auch zur Betätigung einer Parksperreinrichtung zur Blockierung der Abtriebswelle des Getriebes verwendet wird. Es heißt dies mit anderen Worten, daß bei dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe, bei dem der Wählvorgang und der Schaltvorgang beim Gangwechsel über einen Aktuator in der Form von beispielsweise eines oder mehrerer Elektromotoren stattfindet, eine Parksperreinrichtung zur Blockierung der Abtriebswelle des Getriebes vorgesehen ist und auch diese Parksperreinrichtung von dem Aktuator des Schaltgetriebes, also beispielsweise des Getriebestellers betätigt wird und in eine Parksperrposition gebracht werden kann und aus dieser auch wieder gelöst werden kann. Der Aktuator kann dabei die Parksperreinrichtung beispielsweise über eine zwischen der Parksperreinrichtung und dem Aktuator vorgesehene Betätigungsmechanik betätigen.
Die Parksperreinrichtung kann dabei ein an einer Getriebewelle drehfest angeordnetes Parksperrenrad und eine damit in Eingriff bringbare Sperrklinke sein, die über ein vorspannbares Federelement mit dem Parksperrenrad lösbar in Eingriff gebracht werden kann. Das von dem Aktuator beaufschlagte vorspannbare Federelement sorgt dafür, daß das Getriebe über die Sperrklinke und das Parksperrenrad auch dann in die Parksperrposition gebracht werden kann, wenn beim Abstellen des Fahrzeugs eine Stellung Zahn-auf-Zahn gerade vorliegen sollte, also beim Abstellen des Fahrzeugs noch kein Eingriff der Sperrklinke in das Parksperrenrad gegeben ist. Eine nur geringfügige Bewegung des Kraftfahrzeugs führt dann zu einer Verdrehung des Parksperrenrads relativ zur vom vorgespannten Federelement beaufschlagten Sperrklinke, so daß die Sperrklinkenverzahnung nach dieser kurzen Relativbewegung in die Verzahnung des Parksperrenrades eingreift und somit die Parksperrposition des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes herbeigeführt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Parksperreinrichtung auch eine formschlüssige über ein vorspannbares Federelement beaufschlagbare Schaltkupplung sein, die im Antriebsstrang des Fahrzeugs vorgesehen ist und mittels welcher der mit der Getriebeabtriebswelle gekoppelte abtriebsseitige Teil des Antriebsstranges blockierbar ist. Die Schaltkupplung kann in dem dem Getriebe nachgeschalteten abtriebsseitigen Teil des Antriebsstranges angeordnet sein. Eine solche Ausbildung ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn das Schaltgetriebe als Hybridgetriebe ausgebildet ist, daß heißt mit einem zusätzlich zum Verbrennungsmotor vorhandenen Elektromotor in Wirkverbindung steht, der auch als Generator arbeiten kann und somit eine Starter-Generator-Funktion ausübt. Ein solcher Elektromotor wird dann auch zum Starten des Verbrennungsmotors herangezogen, wobei zu diesem Zweck über die Schaltkupplung der Antriebsstrang nach der Getriebeabtriebswelle aufgetrennt werden muß. Der Elektromotor kann auch zur Abgabe eines Drehmoments an den Antriebsstrang oder zur Rekuperation beim Bremsen des Fahrzeuges eingesetzt werden. Zum Auftrennen des Antriebsstranges können dabei neben der die Parksperrfunktion ausführenden Schaltkupplung eine oder mehrere Schaltkupplungen im Antriebsstrang vorgesehen sein. Auch kann die Parksperren-Schaltkupplung für das Auftrennen und Schließen des Antriebsstranges eingesetzt werden, so daß beide Funktionen, nämlich die Parksperrenfunktion und das Auftrennen und Schließen des Antriebsstranges von nur einer Schaltkupplung ausgeführt wird. Dabei wird der Aktuator sowohl für die Schaltvorgänge im Getriebe als auch für die Betätigung der Parksperren-Schaltkupplung verwendet und im Falle einer oder mehreren zusätzlicher Schaltkupplungen auch zu deren Betätigung verwendet, so daß nur ein Aktuator erforderlich ist.
Zur Herbeiführung einer Parksperrfunktion kann nun der am Schaltgetriebe vorgesehene Aktuator ein Federelement beaufschlagen, welches seinerseits die Schaltkupplung beaufschlagt, die zur Auftrennung des Antriebsstranges des Fahrzeugs im Antriebsstrang vorgesehen ist und mittels der der mit der Getriebeabtriebswelle gekoppelte abtriebsseitige Teil des Antriebsstrangs blockiert werden kann, indem die Schaltkupplung beispielsweise für eine Blockierung des abtriebsseitigen Teils des Antriebsstrangs gegen das Getriebegehäuse sorgt.
Damit bei der vorstehend beschriebenen Stellung Zahn-auf-Zahn der Sperrklinke zum Parksperrenrad oder auch der beiden formschlüssigen Schaltkupplungshälften eine sichere Eingriffsstellung zwischen der Sperrklinke und dem Parksperrenrad oder den beiden Schaltkupplungshälften stattfindet, ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß der Aktuator und/oder die Betätigungsmechanik in der das Federelement vorspannbaren Stellung festgelegt werden kann. Wenn der Aktuator beispielsweise in der Form eines Elektromotors vorgesehen ist, wird dieser zur Schonung des Bordnetzes des Fahrzeugs nach dem Abstellen des Fahrzeugs nicht weiter bestromt, so daß er das Federelement nicht weiter aktiv beaufschlagt. Durch die Festlegung des Aktuators in der Stellung, in der er das Federelement vorspannt, wird aber dafür gesorgt, daß die Vorspannung des Federelements nicht für ein Herausdrücken des Aktuators aus seiner Stellung sorgt, die der Parksperrstellung des Schaltgetriebes entspricht. Zu diesem Zweck kann der Aktuator das Federelement beispielsweise über eine selbsthemmende Getriebestufe beaufschlagen, also beispielsweise ein Schneckengetriebe, wobei aber auch der Aktuator und/oder die Betätigungsmechanik mittels einer Arretierung in der das Federelement vorspannbaren Stellung festgelegt werden kann. Diese Arretierung kann beispielsweise als einer Rastierung einer zentralen Schaltwelle ähnlich ausgebildet sein. Auch ist es möglich, daß der Aktuator und/oder die Betätigungsmechanik mittels einer Lastmomentsperre in der das Federelement vorspannbaren Stellung festgelegt werden kann. Auch wenn sich das Federelement in seiner vorgespannten Stellung befindet, kann der Aktuator noch Verstellvorgänge im Antriebsstrang des Fahrzeugs und/oder im Getriebe ausführen.
Nach der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß das Schaltgetriebe ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein mit einer Lastschaltkupplung versehenes und ohne Zugkraftunterbrechung schaltbares Getriebe ist oder aber auch ein Hybridgetriebe, wie es vorstehend bereits beschrieben worden ist.
Nach einer Weiterbildung zeichnet sich das Schaltgetriebe dadurch aus, daß das Getriebe nur dann in die Parksperrstellung schaltbar ist, wenn sich alle Schaltstangen oder anderen Schaltelemente des Getriebes in der Neutralstellung befinden. Hierdurch wird sichergestellt, daß keine Konfliktsituation auftreten kann derart, daß sich das Getriebe beispielsweise in der Vorwärtsfahrstellung im ersten Gang befindet und der Aktuator die Sperrklinke oder die Schaltkupplung betätigt, was zu einem plötzlichen Stillstand der Getriebeabtriebswelle führen würde, obwohl der Fahrer des Kraftfahrzeugs mit einer Fahrt im ersten Gang rechnet.
Auch ist vorgesehen, daß das Getriebe nach dem Erreichen der Parksperrstellung in eine Neutralstellung geschaltet werden kann, die auch durch eine zusätzliche Neutralgasse gebildet werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein breites Schaltgabelmaul vorgesehen sein, so daß bei einem Getriebe mit einer zentralen Schaltwelle ein Schaltfinger in das Schaltgabelmaul der Schaltstange eingreift, welche die Sperrklinke oder die Schaltkupplung betätigt, so daß die Parksperrstellung des Getriebes herbeigeführt wird und anschließend der Schaltfinger aus dem breiten Schaltgabelmaul herausgeführt wird, ohne daß die Parksperrstellung dabei aufgehoben wird. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges nur in einer Neutralstellung gestartet werden kann und ansonsten zum Starten des Motors die Betriebsbremse des Fahrzeugs betätigt werden müßte.
Auch ist es vorgesehen, daß das Getriebe nach Erreichen der Parksperrstellung in eine Vorwärtsfahrstellung oder in die Rückwärtsfahrstellung geschaltet werden kann. Das Schalten in die Vorwärtsfahrstellung, also beispielsweise in den ersten Gang bei geschalteter Parksperrstellung kann beispielsweise dazu verwendet werden, daß das Fahrzeug beim kurzfristigen Halten an einer abschüssigen Fahrbahn durch die Parkspeere des Getriebes gegen Rückwärtsrollen gesichert wird und für eine Weiterfahrt des Fahrzeugs nach vorne, also bergaufwärts bereits der erste Gang eingelegt ist, wobei die Anfahrkupplung hierzu geöffnet ist und dann der Aktuator für ein Lösen der Parksperrstellung sorgt und gleichzeitig die Anfahrkupplung zugefahren wird, so daß ein Anfahren am Berg ohne Rückwärtsrollen möglich ist.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der zur Ausführung der Schaltvorgänge des Getriebes vorhandene Aktuator, also beispielsweise der Getriebesteller, auch zur Betätigung einer im Antriebsstrang des Fahrzeugs vorgesehenen oder mehrerer vorgesehener Kupplungen eingesetzt wird. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn ein Hybridantrieb zum Einsatz kommt, bei dem neben dem Verbrennungsmotor ein Elektromotor vorgesehen ist, der zum Starten des Verbrennungsmotors verwendet wird und auch als Generator für die Versorgung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs mit Spannung eingesetzt wird, beim Bremsen des Kraftfahrzeugs zur Rekuperation eingesetzt wird und auch ein Moment auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abgeben kann. Bei dieser Anordnung wirkt der Elektromotor sowohl auf die Getriebeeingangswelle, also auf die Antriebswelle als auch auf die Getriebeabtriebswelle, so daß zwei Kupplungen vorgesehen sind, die beispielsweise formschlüssige Schaltkupplungen sein können, die vom Aktuator betätigt werden. Wenn diese zusätzliche oder zusätzlichen Schaltkupplungen vom Aktuator über eine Betätigungsmechanik betätigt werden, so kann diese in einer eingerückten oder ausgerückten Stellung der Schaltkupplung oder der Schaltkupplungen festgelegt werden. Der Aktuator kann in der eingerückten oder ausgerückten Stellung weitere Verstellvorgänge, wie beispielsweise Betätigungen von im Antriebsstrang vorhandenen weiteren Schaltkupplungen durchführen oder auch für Schaltvorgänge im Schaltgetriebe herangezogen werden. Die Betätigungsmechanik für die Schaltkupplung oder die Schaltkupplungen kann ähnlich zu der Betätigungsmechanik der Parkspereinrichtung über beispielsweise eine selbsthemmende Getriebestufe, eine Arretierung oder eine Lastmomentensperre festgelegt werden. Der Aktuator wird daher für die Verstellvorgänge im Schaltgetriebe, für die Betätigung einer Parksperreinrichtung und/oder für die Betätigung einer oder mehrerer Schaltkupplungen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs verwendet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Schaltgetriebes mit einer Parksperre;
2 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Parksperre in der Form einer formschlüssigen Schaltkupplung;
3 eine schematische Darstellung der Betätigungsaktorik für die einzelnen Gänge des Schaltgetriebes und die Parksperre und;
4 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 3 mit einer modifizierten zentralen Schaltwelle.
1 der Zeichnung zeigt ganz allgemein einen Ausschnitt eines Schaltgetriebes nach der Erfindung mit einer schematischen Darstellung der Parkspeere.
An einem nur ausschnittsweise dargestellten Getriebegehäuse 1 ist eine Speerklinke 2 drehbar befestigt und kann über ihre Sperrklinkenverzahnung 3 mit einer komplementären Verzahnung 4 eines ausschnittsweise dargestellten Parksperrenrades 5 lösbar in Eingriff gebracht werden.
Das Parksperrenrad 5 ist dabei axial fest und drehfest an einer nicht dargestellten Abtriebswelle des Getriebes festgelegt, so daß die Abtriebswelle des Getriebes blockiert ist, wenn die Sperrklinkenverzahnung 3 mit der Verzahnung 4 des Parksperrenrades 5 in Eingriff steht.
Zur Herbeiführung der Eingriffsstellung der Sperrklinkenverzahnung 3 der Verzahnung 4 ist eine Aktorik vorgesehen, mit der die Eingriffsstellung zwischen der Sperrklinkenverzahnung 3 und der Verzahnung 4 des Parksperrenrades 5 auch wieder gelöst werden kann. Zu diesem Zweck kann ein in 1 nicht näher dargestellter Aktuator in der Form beispielsweise eines elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs vorgesehen sein, der auch für die Automatisierung des Gangwechselvorgangs beim Schaltgetriebe zum Einsatz kommt. Der Aktuator kann dabei eine Stange 6 zur Herbeiführung und zum Lösen der Eingriffsstellung auf Zug und auf Druck belasten. Diese Stange 6 kann beispielsweise eine im Getriebegehäuse angeordnete Schaltstange sein, an der ein Schaltgabelmaul befestigt ist, welches über einen Schaltfinger einer zentralen Schaltwelle betätigt werden kann.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Parkspeere wird von dem Aktuator zur Herbeiführung der Eingriffsstellung eine als F_Betätigung bezeichnete Kraft ausgeübt, die über die Stange 6, ein Federelement 7 und eine Rolle 8, die sich an einer im Getriebegehäuse 1 gelagerten Gegenrolle 9 abstützt auf die Sperrklinke 2 übertragen. Es ist nun der Fall denkbar, daß die Sperrklinkenverzahnung 3 mit der Verzahnung 4 des Parksperrenrades 5 eine Stellung Zahn-auf-Zahn einnimmt, so daß die Sperrklinkenverzahnung 3 in die Verzahnung 4 des Parksperrenrades 5 nicht einrasten kann. Eine Bewegung der Stange 6 in der Zeichnungsebene in Richtung nach links führt in diesem Fall zu einer Vorspannung des Federelementes 7, so daß bei einer geringfügigen Bewegung des Fahrzeugs und einer sich hieraus ergebenden Drehung der Abtriebswelle des Getriebes eine Relativdrehung der Sperrklinkenverzahnung 3 zur Verzahnung 4 des Parksperrenrades 5 stattfindet und somit die Verzahnungen zum Eingriff kommen, wodurch die Abtriebswelle des Getriebes blockiert wird. Damit die Vorspannung des Federelements 7 nicht zu einer Bewegung der Stange 6 entgegen der Betätigungskraft F_Betätigung führt, und ein beispielsweise als Elektromotor ausgeführter Aktuator nach dem Abstellen des Fahrzeugs nicht weiter bestromt werden muß, ist eine Arretierung 10 vorgesehen, die in die Stange 6 eingreift und somit das Zurückdrücken der Stange 6 verhindert.
2 der Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantrieb und einer Parksperre in der Form einer formschlüssigen Schaltkupplung.
Ein Verbrennungsmotor 11 wirkt über eine Anfahrkupplung 12 auf ein Schaltgetriebe 13, dem ein Elektromotor 14 nachgeschaltet ist, der als Starter-Generator wirken kann und auch als zusätzlicher elektrischer Fahrmotor ein Antriebsmoment auf den Antriebsstrang bereitstellen kann.
Im Antriebsstrang nach 2 befindet sich hinter dem Elektromotor 14 eine formschlüssige Schaltkupplung 15 zur Auftrennung des Antriebsstrangs und eine formschlüssige Schaltkupplung 16, die als Parkspeere wirkt. Die Funktionen der beiden Schaltkupplungen können dabei in einer Schaltkupplung integriert werden und zwar über eine entsprechende Bewegung einer Schiebemuffe 17. Der Schaltkupplung 15 nachgeschaltet ist noch in schematischer Weise dargestellt ein Differential 18 und die Antriebsräder 19 des Kraftfahrzeugs nachgeordnet.
Im normalen Fahrbetrieb kann der Verbrennungsmotor 11 ein Antriebsmoment auf das Schaltgetriebe 13 als Eingangsmoment ausüben, welches über die nur schematisch als 1 und 2 dargestellten Zahnradpaarungen transformiert und als Abtriebsmoment über die Abtriebswelle des Schaltgetriebes 13 auf die Antriebsräder 19 wirken kann. Zusätzlich kann der Elektromotor 14 beispielsweise zu einer stärkeren Beschleunigung des Fahrzeugs ein Antriebsmoment auf die Antriebsräder 19 abgeben oder auch als Generator wirken. Im normalen Fahrbetrieb ist dazu die formschlüssige Schaltkupplung 15 geschlossen. Wenn das Fahrzeug abgestellt werden soll und die Parksperre 16 ein unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeugs verhindern soll, wird über den Aktuator des Schaltgetriebes 13, der die Wähl- und Schaltvorgänge des Schaltgetriebes 13 ausführt, die Schiebemuffe 17 in der Zeichnungsebene in Richtung nach rechts verschoben, so daß der dem Schaltgetriebe 13 nachgeschaltete abtriebsseitige Antriebsstrang blockiert, indem eine Innenverzahnung der Schiebemuffe 17 mit einer axial festen und drehfesten Außenverzahnung der Schaltkupplung 16 in Eingriff kommt, die beispielsweise am Getriebegehäuse festgelegt ist. Ein Rollen des Fahrzeugs wird auf diese Weise verhindert. Wenn der Verbrennungsmotor 11 gestartet werden soll, wird die formschlüssige Schaltkupplung 15 über den Aktuator des Schaltgetriebes 13 geöffnet. Gleichzeitig kann der Aktuator des Schaltgetriebes die formschlüssige Schaltkupplung beispielsweise des ersten Ganges des Schaltgetriebes 13 schließen, so daß ein vom Elektromotor 14 auf den abtriebsseitigen Teil des Antriebsstrangs ausgeübtes Drehmoment über das Schaltgetriebe 13 und die Anfahrkupplung 12 auf den Verbrennungsmotor 11 wirkt, der damit gestartet werden kann. Nach dem Starten des Verbrennungsmotors 11 wird über eine entsprechende Bewegung der Schiebemuffe 17 vom Aktuator des Schaltgetriebes 13 die formschlüssige Schaltkupplung 15 geschlossen und gleichzeitig die Schaltkupplung 16 der Parksperre geöffnet, so daß der Verbrennungsmotor 11 ein Antriebsmoment auf die Antriebsräder 19 ausüben kann.
3 der Zeichnung zeigt nun eine schematische Darstellung der getriebeinternen Aktorik zur Betätigung der Parksperre.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein Aktuator 20 für den Wählvorgang und ein Aktuator 21 für den Schaltvorgang vorgesehen. Die Aktuatoren 20 und 21 betätigen eine zentrale Schaltwelle 22, die in einem Durchgang eines Gehäuses 23 drehbar und axial bewegbar aufgenommen ist. Die Aktuatoren 20, 21 übertragen dabei ihre Drehbewegung jeweils über eine Getriebestufe auf die zentrale Schaltwelle 22. Die Getriebestufen 24, 25 können dabei selbsthemmend ausgeführt sein, damit eine auf die zentrale Schaltwelle 22 wirkende Kraft, die von dem vorgespannten Federelement 7 der Parksperreinrichtung stammen kann, nicht zu einer unkontrollierten Bewegung der zentralen Schaltwelle 22 führt.
An der zentralen Schaltwelle 22 sind an der den Aktoren 20, 21 gegenüberliegenden Endseite zwei Schaltfinger 26, 27 vorgesehen, die in Schaltgabelmäuler 28, 29 eingreifen können. Die Schaltgabelmäuler 29 sind dabei an im Getriebegehäuse 1 gelagerten Schaltstangen 30 befestigt, über die die einzelnen Gangstufen des Schaltgetriebes geschaltet werden können.
Der Schaltfinger 26 dient zum Eingriff in das Schaltgabelmaul 28, das an einer Schaltstange 31 befestigt ist, wobei über die Schaltstange 31 beispielsweise die Stange 6 (1) zur Betätigung der Parksperre beaufschlagt werden kann.
Wenn nun die Parksperre des Schaltgetriebes aktiviert werden soll, dann wird über den Aktuator 20 und die selbsthemmende Getriebestufe 24 die zentrale Schaltwelle 22 axial verschoben, so daß der Schaltfinger 26 in das Schaltgabelmaul 28 eingreift. Eine Bestromung des Aktuators 21 führt über die Getriebestufe 25 zu einer Drehbewegung der zentralen Schaltwelle 22 und damit zu einer axialen Verschiebung der Schaltstange 31 und somit zu einer Beaufschlagung der Stange 6 mit der Betätigungskraft F_Betätigung und damit zu einer Verriegelung der Parksperre.
In ähnlicher Weise kann über die oder, wenn für die Ausführung des Wählvorgangs und des Schaltvorgangs nur ein Aktuator zum Einsatz kommt, auch den Aktuator die Parksperre 16 in der Form einer schaltbaren Klauenkupplung betätigt werden. So ist es beispielsweise möglich, über die Schaltstange 31 die Schiebemuffe 17 des Hybridgetriebeantriebs nach 2 zu betätigen, das heißt den Aktuator für den Gangwechselvorgang des Schaltgetriebes sowohl für das Öffnen und Schließen der formschlüssigen Schaltkupplung 17 zum Auftrennen und Schließen des dem Getriebe nachgeschaltetem Antriebsstrangs zu verwenden also auch für das Öffnen und Schließen der Parksperre 16 in der Form einer schaltbaren Klauenkupplung.
Obwohl der Aufbau nach 3 auch für die Betätigung der Parksperre 16 in der Form einer Klauenkupplung verwendet werden kann, ist in 4 eine alternative Ausführungsform mit einer modifizierten zentralen Schaltwelle 32 zur Betätigung der schaltbaren Klauenkupplung 16 dargestellt. Der Aufbau der Betätigungsaktorik nach 4 unterscheidet sich vom Aufbau der Betätigungsaktorik nach 3 im wesentlichen durch eine modifizierte zentrale Schaltwelle 32. Wie es ohne weiteres anhand von 4 ersichtlich ist, besitzt diese lediglich einen Schaltfinger zur Betätigung der Schaltgabelmäuler 29 für den Gangwechselvorgang und des Schaltgabelmauls 28 für die Betätigung der Parksperre.
Wie es sich anhand des in 4 dargestellten Schaltbildes, welches sechs Gangstufen repräsentiert, also beispielsweise fünf Gänge für die Vorwärtsfahrstellung und einen Gang für die Rückwärtsfahrstellung ergibt, kann die mit P bezeichnete Parksperre nur über die mit N bezeichnete Neutralgasse aktiviert werden, so daß also der Konfliktfall eines geschalteten Ganges und einer zu aktivierenden Parksperre ausgeschlossen ist. Wenn der Benutzer eines Kraftfahrzeuges, welches mit dem Schaltgetriebe mit einer Parksperreinrichtung ausgestattet ist, das Fahrzeug zumindest weitgehend zum Stillstand gebracht hat und er die Parksperre aktivieren will, so kann er hierzu einen im Fahrzeuginnenraum angeordneten Wählhebel in eine dem Schaltbild entsprechende Position P bringen, was dazu führt, daß der Aktuator 20 die zentrale Schaltwelle 32 soweit absenkt, bis der Schaltfinger 27 der Neutralgasse entlang in das Schaltgabelmaul 28 gelangt. Eine entsprechende Bestromung des Aktuators 21 führt dann zu einer Verdrehung der zentralen Schaltwelle 32 und damit zu einer Verschiebung der Schaltstange 31, die die Stange 6 (1) beaufschlagt oder aber auch die Schiebemuffe 17 in Richtung der mit P (2) bezeichneten Parksperrstellung verschiebt.
Da nun beispielsweise bei dem in 2 dargestellten Antriebsstrang der Fall eintreten kann, daß eine der Schaltstangen 30 zum Schalten eines Ganges bei aktivierter Parksperrstellung verschoben werden muß, wenn beispielsweise über den Elektromotor 14 bei geöffneter formschlüssiger Schaltkupplung 15 der Verbrennungsmotor 16 und damit bei einer im Getriebe 13 geschalteten Gangstufe gestartet werden soll und hierbei das Fahrzeug trotzdem gegen Wegrollen gesichert sein soll, wozu die Parksperre in der Form der schaltbaren Klauenkupplung oder auch in der Form der Ausbildung mit einer Sperrklinke und einem Parksperrenrad geschlossen bleiben soll, ist es erforderlich, die Parksperre eingerückt zu halten und gleichzeitig einen Schaltvorgang auszuführen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das in 4 dargestellte Schaltgabelmaul 33 breit ausgeführt werden, so daß eine Verdrehung der zentralen Schaltwelle 32 entgegengesetzt zu der die Parksperrstellung herbeiführenden Drehbewegung nicht zu einer Betätigung der Schaltgabel 28 führt, gefolgt von einem durch den Aktuator 20 herbeigeführten Wählvorgang, daß heißt also einer Hubbewegung der zentralen Schaltwelle 32 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, so daß also die Parksperrstellung der Parksperre nicht verändert wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, wie dies bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, eine zusätzliche Neutralgasse einführen, was durch einen entsprechenden Abstand der Schaltgabel 28 zu der darüber angeordneten Schaltgabel 29 implementiert werden kann, so daß nach einer Verdrehung der zentralen Schaltwelle 32 und einer entsprechenden Beaufschlagung der Schaltgabel 28 der Aktuator 20 bestromt wenden kann und somit den Schaltfinger 27 aus dem Schaltgabelmaul 33 in Richtung nach oben heraus fährt, ohne daß das Schaltgabelmaul 33 breit ausgeführt werden muß.
Eine entsprechende Bestromung des Aktuators 21 führt dann zu einer Drehbewegung der geringfügig angehobenen zentralen Schaltwelle 32, so daß der Schaltfinger 27 innerhalb der Neutralgasse der einzelnen Gänge eins bis sechs bewegt werden kann. Die Parksperre befindet sich hierbei nach wie vor in ihrer geschlossenen Stellung und es ist aber trotzdem ein Einlegen beispielsweise des ersten Ganges möglich, so daß über den Elektromotor 14, das Schaltgetriebe 13 und die geschlossene Anfahrkupplung 12 der Verbrennungsmotor 11 gestartet werden kann, wobei während dieses Startvorgangs die formschlüssige Schaltkupplung 15 geöffnet ist. Nach dem Startvorgang wird dann die Anfahrkupplung 12 ausgerückt, die formschlüssige Schaltkupplung 15 geschlossen, die Parksperre 16 in ihre entriegelte Position gebracht, so daß der Antriebsstrang für eine Momentenübertragung vom Verbrennungsmotor 11 zu den Antriebsrädern 19 bereit ist.
Nach der Erfindung ist daher bei einem solchen Schaltgetriebe in der Form beispielsweise eines automatisierten Schaltgetriebes, eines Lastschaltgetriebes oder eines Hybridgetriebes eine Parksperre vorgesehen, die vom Aktuator des Getriebes oder dem Getriebesteller betätigt wird. Neben der Betätigung der Parksperre kann der Getriebesteller auch zur Betätigung einer zusätzlichen Schaltkupplung eingesetzt werden, die beispielsweise zur Auftrennung der Getriebeabtriebswelle verwendet wird. Die in der Betätigungsaktorik der Parksperre vorgesehene vorspannbare Feder sorgt dafür, daß auch bei einer Stellung Zahn-auf-Zahn der Parksperrbauteile eine Formschluß bei einer nur geringfügigen Relativbewegung des Fahrzeugs und damit der Getriebeabtriebswelle oder des abtriebsseitigen Triebsstrangs zwangsweise herbeigeführt wird. Obwohl bei den dargestellten Ausführungsbeispielen eine zentrale Schaltwelle des Schaltgetriebes erläutert worden ist, können entsprechende Verstellbewegungen im Getriebe auch als sequentielle Abfolge ausgebildet werden, wobei zu diesem Zweck beispielsweise eine Schaltwalze vorgesehen ist, zu deren Betätigung lediglich ein einzelnen Aktuator erforderlich ist.

Claims

Schaltgetriebe für ein Fahrzeug mit mindestens einer Antriebswelle sowie Abtriebswelle und einer Mehrzahl von an den Wellen angeordneten Zahnrädern, die mittels eines Aktuators in und außer Eingriff bringbar sind, gekennzeichnet durch eine von dem Aktuator betätigbare Parksperreinrichtung zur Blockierung der Abtriebswelle, wobei die Parksperreinrichtung ein an einer Getriebewelle drehfest angeordnetes Parksperrenrad (5) und eine damit in Eingriff bringbare Sperrklinke (2) ist, die über ein vorspannbares Federelement (7) mit dem Parksperrenrad (5) lösbar in Eingriff bringbar ist, oder wobei die Parksperreinrichtung eine formschlüssige über ein vorspannbares Federelement beaufschlagbare Schaltkupplung (16) ist, die im Antriebsstrang des Fahrzeuges vorgesehen ist und mittels der der mit der Getriebeabtriebswelle gekoppelte abtriebsseitige Teil des Antriebsstranges blockierbar ist, und daß der Aktuator und/oder eine Betätigungsmechanik in der das Federelement vorspannbaren Stellung festlegbar ist.
Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator für Verstellvorgänge im Antriebsstrang und/oder im Getriebe unter Beibehaltung der vorgespannten Stellung des Federelements (7) ausgebildet ist, oder daß der Aktuator das Federelement (7) über eine selbsthemmende Getriebestufe beaufschlagt, oder daß der Aktuator und/oder die Betätigungsmechanik mittels einer Arretierung (10) festlegbar ist, oder daß der Aktuator und/oder die Betätigungsmechanik mittels einer Lastmomentsperre festlegbar ist.
Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein mit einer Lastschaltkupplung versehenes ohne Zugkraftunterbrechung schaltbares Getriebe oder ein Hybridgetriebe ist.
Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe nur dann in Parksperrstellung schaltbar ist, wenn sich alle Schaltstangen oder Betätigungselemente des Getriebes in der Neutralstellung befinden.
Schaltgetriebe insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe nach Erreichen der Parksperrstellung in Neutralstellung schaltbar ist.
Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe nach Erreichen der Parksperrstellung in Vorwärtsfahrtstellung oder in Rückwärtsfahrtstellung schaltbar ist.