DE102006049639B4

DE102006049639B4 - Parksperrvorrichtung für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren zur Aktivierung und Deaktivierung einer Parksperrvorrichtung

Info

Publication number: DE102006049639B4
Application number: DE102006049639.6A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Notthoff
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2026-10-21
Also published as: FR2907530A1; DE102006049639A1; FR2907530B1; ITMI20072010A1

Abstract

Parksperrvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer Steuereinrichtung (5), die zur Aktivierung einer Parksperre ein Sperrglied (1) von einer Entriegelungsposition (I) in eine Verriegelungsposition (II) verstellt, welche Steuereinrichtung (5) bei einem Ausfall der Energieversorgung das in der Entriegelungsposition (I) befindliche Sperrglied (1) für eine Verstellung zur Verriegelungsposition (II) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrglied (1) ein Hilfsriegelelement (9) zugeordnet ist, das in einem Normalbetrieb des Fahrzeug-Bordnetzes mittels der Steuereinrichtung (5) in seiner zurückgezogenen Freigabeposition gehalten ist und das sich bei dem Ausfall der Energieversorgung selbsttätig von der Freigabeposition in eine Sperrposition (III) bewegt, in der das Hilfsriegelelement (9) das von der Steuereinrichtung (5) freigegebene Sperrglied (1) in seiner Entriegelungsposition (I) sichert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Parksperrvorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Aktivierung und Deaktivierung einer Parksperrvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 10.
Eine solche Parksperrvorrichtung findet bekanntermaßen in einem automatischen Getriebe für Kraftfahrzeuge Anwendung. Zum Einlegen einer Parksperre kann ein Getriebeschalthebel in eine Parkposition verbracht werden, wodurch ein Sperrglied in ein, beispielsweise auf einer Getriebeabtriebswelle angeordnetes Parksperrenrad greift.
Aus der EP 0 814 287 B1 ist eine Parksperrvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die eine elektronische Steuereinrichtung aufweist, die zur Aktivierung bzw. zum Einlegung einer Parksperre das Sperrglied von einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition verstellt. Bei einem Ausfall der Energieversorgung, etwa des hydraulischen, pneumatischen und/oder elektrischen Energieversorgungssystems, gibt die Steuereinrichtung das in der Entriegelungsposition befindliche Sperrglied frei, so dass sich das Sperrglied selbsttätig in seine Verriegelungsposition bewegt. Somit erfolgt das Einlegen der Parksperre automatisch, ohne dass der Fahrer dies verhindern kann.
Gemäß den DE 100 45 953 A1 und DE 101 05 637 A1 ist nach einem Ausfall der Energieversorgung eine mechanische Notentriegelung vorgesehen. Die Notentriegelung kann betätigt werden, um die automatisch eingelegte Parksperre wieder aufzuheben. Dies kann notwendig sein zum Abschleppen des Fahrzeugs. Eine solche, vom Fahrer nach einem Funktionsausfall bedienbare Notentriegelung ist auch aus der DE 44 22 257 C1 bekannt.
Aus der DE 10 2004 043 344 A1 ist eine gattungsgemäße Parksperrvorrichtung bekannt, bei der ein Sperrriegel mit Hilfe eines Hydrauliksystems zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition verstellbar ist. Zudem ist die Entriegelungsposition durch ein federbelastetes Rastelement gesichert. Das Rastelement ist mechanisch ansteuerbar. Zur Verstellung des Sperrglieds von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition ist das Rastelement in eine Freigabeposition verstellbar und zudem das Hydrauliksystem anzusteuern. Bei einem Ausfall, der hydraulischen Energieversorgung sowie bei entriegeltem Rastelement geht das Sperrglied selbsttätig in die Verriegelungsposition über. Aus der DE 198 34 074 A1 ist eine Parksperrvorrichtung bekannt, bei der nach dem Ausfall einer Energieversorgung ein Hilfsriegelelement durch manuelle Betätigung aus seiner Sperrposition in eine Freigabeposition verstellbar ist, ein Sperrglied freizugeben. Aus der US 5 827 149 A ist eine Parksperrvorrichtung bekannt, bei der das Hilfsriegelelement mittels einer vom elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs unabhängigen Hilfsenergieeinrichtung betätigbar ist. Aus der DE 103 44 398 A1 ist eine weitere Parksperrvorrichtung bekannt, bei der das Hilfsriegelelement im Normalbetrieb in seiner zurückgezogenen Freigabeposition gehalten ist und sich bei Ausfall der Energieversorgung selbsttätig von der Freigabeposition in eine Sperrposition bewegt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Parksperrvorrichtung für Kraftfahrzeuge oder ein Verfahren zur Aktivierung und Deaktivierung einer Parksperrvorrichtung bereit zu stellen, bei der die Bedienbarkeit der Parksperre erhöht ist.
Die Aufgabe ist durch eine Parksperrvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist dem Sperrglied der Parkvorrichtung ein Hilfsriegelelement zugeordnet, das sich nach dem Ausfall der Energieversorgung selbsttätig in eine Sperrposition bewegt, in der es das von der Steuereinrichtung bereits freigegebene Sperrglied in seiner zurückgezogenen Entriegelungsposition sichert. Auf diese Weise wird nach einem Ausfall des hydraulisch und/oder elektrischen Bordsystems die Parksperre nicht automatisch aktiviert und entsprechend das Fahrzeug nicht automatisch blockiert. Vielmehr hält das Hilfsriegelelement das bereits von der Steuereinrichtung freigegebene Sperrglied noch in seiner Entriegelungsposition zurück.
Bevorzugt kann erst durch ein aktives Eingreifen des Fahrers, d. h. durch manuelle Betätigung das Hilfsriegelelement das Sperrglied freigeben.
Das Hilfsriegelelement kann bevorzugt mittels einer vom Bordnetz des Fahrzeugs unabhängigen Hilfsenergieeinrichtung betätigt werden. Auf diese Weise kann das Hilfsriegelelement auch bei einem Totalausfall des Bordnetzes mit Hilfe der separaten Hilfsenergieeinrichtung betätigt werden.
Für eine technisch einfache und zuverlässige Bereitstellung der Hilfsenergie kann in der Hilfsenergieeinrichtung die Hilfsenergie benutzerseitig, d. h. vom Fahrer, erzeugt werden. In diesem Fall kann auf eine zusätzliche separate Hilfsenergiequelle verzichtet werden.
Für eine einfache und komfortable Betätigung des Hilfsriegelelements ist es von Vorteil, wenn mittels der Hilfsenergieeinrichtung elektrische Energie zur Betätigung des Riegelelements erzeugt wird. In diesem Fall kann das Hilfsriegelelement beispielhaft elektromagnetisch von der Hilfsenergieeinrichtung ansteuerbar sein, um nach dem Ausfall der Energieversorgung in die Sperrposition verstellt zu werden.
Für eine einfache Erzeugung der elektrischen Hilfsenergie kann bevorzugt ein Piezoelement eingesetzt werden, das bei manueller Druckbetätigung elektrischen Strom erzeugt, der wiederum ein dem Hilfsriegelelement zugeordnetes Elektromagnet anregt.
Die Hilfsenergieeinrichtung kann aus Komfortgründen ein Bedienelement für den Fahrer aufweisen, dass im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist. Dabei kann das Bedienelement ein separater Parksperrentaster sein oder in einem Getriebeschalthebel integriert sein. Wenn daher nach dem Ausfall des elektrischen Bordnetzes erfindungsgemäß die Parksperre eingelegt werden soll, so ist das oben erwähnte Bedienelement aktiv vom Fahrer zu betätigen, um das erfindungsgemäße Hilfsriegelelement in seine Freigabeposition zu verbringen. Anstelle von bzw. zusätzlich zu der elektrischen Hilfsenergie kann die Hilfsenergieeinrichtung auch hydraulische und/oder pneumatische Energie zur Betätigung des Hilfsriegelelements bereitstellen.
Im Unterschied zu der oben erwähnten Notfallsituation, d. h. dem Ausfall der Energieversorgung, steuert im Normalbetrieb des Bordnetzes des Fahrzeugs die Steuereinrichtung das Hilfsriegelelement beispielsweise elektronisch an, um es in seiner Freigabeposition zu halten, und zwar unabhängig von einer Betätigung des den Hilfsriegelelement zugeordnetem Bedienelements. Dadurch ist ein im Normalbetrieb freies Verstellen des Sperrglieds in seine Verriegelungsposition gewährleistet.
Wie aus der Vorbeschreibung hervorgeht, kann erfindungsgemäß nach dem Ausfall der Energieversorgung das von der Steuereinrichtung für eine Verstellung in die Verriegelungsposition freigegebene Sperrglied durch das Hilfsriegelelement noch in seiner Entriegelungsposition gesichert werden. Dadurch ist verhindert, dass nach dem Ausfall der Energieversorgung die Parksperre automatisch eingelegt wird, ohne dass dies vom Fahrer verhindert werden kann.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figur beschrieben.
In der Figur ist grob schematisch ein Ausschnitt aus einer Parksperrvorrichtung als Blockschaltbild gezeigt, wie sie in einem Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe eingebaut werden kann. Das Automatikgetriebe kann als „Shift-by-wire”-Getriebe ausgeführt sein, bei dem keine mechanische Verbindung zwischen der Wähleinrichtung und dem Getriebe zum Schalten der Gänge vorgesehen ist.
Die in der Figur beispielhaft dargestellte Parksperrvorrichtung weist ein stabförmiges Sperrglied 1 auf, das mittels eines elektrischen Stellantriebs 2 linear zwischen einer Entriegelungsposition I und einer gestrichelt angedeuteten Verriegelungsposition II verstellbar ist. In der Verriegelungsposition II des Sperrglieds 1 ist die Parksperre eingelegt, d. h. das Sperrglied 1 ist z. B. in Eingriff mit einem nicht gezeigten, auf einer Getriebeabtriebswelle angeordneten Parksperrenrad. In der Entriegelungsposition I ist dagegen die Parksperre deaktiviert.
Das Sperrglied 1 ist in dem Stellantrieb 2 mittels einer angedeuteten Feder 4 in Richtung seiner Verriegelungsstellung II vorgespannt. Bei einem Ausfall der Stromversorgung drückt daher die Feder 4 das Sperrglied 1 in seine Verriegelungsposition II, wie später noch beschrieben wird.
Wie aus der Figur weiter hervorgeht, weist die Parksperrvorrichtung eine elektronische Steuereinrichtung 5 auf, die auf der Grundlage von Stellsignalen eines nicht gezeigten Getriebeschalthebels im Fahrzeuginnenraum den Stellantrieb 2 des Sperrglieds 1 elektronisch ansteuert.
Bei einem Verstellen des Getriebeschalthebels in eine Parkposition wird der Stellantrieb 2 entsprechend angesteuert, um das Sperrglied 1 in seine Verriegelungsposition II zu bringen, d. h. um die Parksperre zu aktivieren.
Zusätzlich ist der Parksperrvorrichtung eine Hilfsenergieeinrichtung 7 zugeordnet, die unabhängig von der Energieversorgung des Stellantriebs 2 und der elektronischen Steuereinrichtung 5 ein Hilfsriegelelement 9 betätigen kann. Das Hilfsriegelelement 9 ist ein elektromechanisches Schaltelement mit einem Elektromagneten 8, der über Signalleitungen 12 mit einem Piezoelement 10 verbunden ist. Das, Hilfsriegelelement 9 ist mittels einer angedeuteten Feder 13 in Richtung der gezeigten Sperrposition III vorgespannt. Zur Betätigung des Hilfsriegelelements 9 ist das Piezoelement 10 mittels eines angedeuteten Kipptasters 11 druckbeaufschlagbar. Der Taster 11 ist im Fahrzeuginnenraum entweder als separater Parksperrentaster vorgesehen oder in dem Getriebeschalthebel integriert.
Bei der Betätigung des Drucktasters 11 erzeugt das Piezoelement 10 einen Stromimpuls, mit dem der Elektromagnet 8 angeregt und so das Hilfsriegelelement 9 aus der in der Figur gezeigten Sperrposition III entgegen der Federkraft in eine Freigabeposition verstellt wird.
In seiner gezeigten Sperrposition III hintergreift das Hilfsriegelelement 9 einen Ringanschlag 13 des stabförmigen Sperrglieds 1, wodurch das Sperrglied 1 in seiner Entriegelungsposition I gesichert ist, auch wenn das Sperrglied 1 von der Steuereinrichtung 5 freigegeben ist. Dabei ist das Hilfsriegelelement 9 bzw. dessen Elektromagnet 8 nicht mit elektrischem Strom beaufschlagt. In diesem Fall nimmt das Hilfsriegelelement 9 aufgrund der Federvorspannung selbsttätig die gezeigte Sperrposition III ein.
Die in der Figur dargestellte Betriebslage der Parksperrvorrichtung ergibt sich nach einem Ausfall der Energieversorgung automatisch, wenn der dem Hilfsriegelelement 9 zugeordnete Elektromagnet 8 sowie die Steuereinrichtung 5 und der Antrieb 2 nicht mit elektrischem Strom beaufschlagt ist.
Nachfolgend ist das Verfahren zum Verstellen des Sperrglieds 1 sowohl im Normalbetrieb des Bordnetzes des Fahrzeugs als auch nach einem Ausfall der Energieversorgung beschrieben:
Im Normalbetrieb der Parksperrvorrichtung ist der Elektromagnet 8 des Hilfsriegelelements 9 über die mit den Signalleitungen 12 verbundenen Steuerleitungen 15 von der Steuereinrichtung 5 elektronisch angeregt. Dadurch ist das Hilfsriegelelement 8 entgegen der Federkraft aus der Sperrposition III in eine Freigabeposition verstellt. In diesem Fall kann z. B. bei der Positionierung des Getriebeschalthebels in der Parkposition die Steuereinrichtung 5 den Stellantrieb 2 ansteuern, um das Sperrglied 1 von der Entriegelungsposition I in die Verriegelungsposition II zu verstellen.
Nach einem Ausfall der elektronischen Energieversorgung wird der Elektromagnet 8 des Hilfsriegelelements 9 und der Stellantrieb 2 des Sperrglieds 1 nicht mehr von der Steuereinrichtung 5 mit elektrischer Energie versorgt. Das Hilfsriegelelement 9 und das Sperrglied 1 sind hierbei so aufeinander abgestimmt, dass das Hilfsriegelelement 9 in die gezeigte Sperrposition III gedrückt wird, noch bevor das Sperrglied 1 seine Entriegelungsposition I verlassen kann.
In der gezeigten Sperrposition III hintergreift das Hilfsriegelelement 8 einen Ringanschlag 13 des stabförmigen Sperrglieds 1. Auf diese Weise ist das Sperrglied 1 in seiner Entriegelungsposition I gesichert ist, d. h. eine automatische Stellbewegung in die Verriegelungsposition II ist verhindert.
Erst bei einer Betätigung des Tasters 11 erfolgt – trotz der ausgefallenen Energieversorgung – über die Hilfsenergieeinrichtung 7 eine erneute elektronische Anregung des Elektromagneten 8 des Hilfsriegelelements 9. Dadurch wird das Hilfsriegelelement 9 von der Sperrposition III in seine Freigabeposition rückgestellt. Erfindungsgemäß kann daher nach einem Ausfall der Energieversorgung erst nach erfolgter fahrerseitiger Betätigung des Tasters 11 die Parksperre automatisch eingelegt werden.

Claims

Parksperrvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer Steuereinrichtung (5), die zur Aktivierung einer Parksperre ein Sperrglied (1) von einer Entriegelungsposition (I) in eine Verriegelungsposition (II) verstellt, welche Steuereinrichtung (5) bei einem Ausfall der Energieversorgung das in der Entriegelungsposition (I) befindliche Sperrglied (1) für eine Verstellung zur Verriegelungsposition (II) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sperrglied (1) ein Hilfsriegelelement (9) zugeordnet ist, das in einem Normalbetrieb des Fahrzeug-Bordnetzes mittels der Steuereinrichtung (5) in seiner zurückgezogenen Freigabeposition gehalten ist und das sich bei dem Ausfall der Energieversorgung selbsttätig von der Freigabeposition in eine Sperrposition (III) bewegt, in der das Hilfsriegelelement (9) das von der Steuereinrichtung (5) freigegebene Sperrglied (1) in seiner Entriegelungsposition (I) sichert.
Parksperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausfall der Energieversorgung das Hilfsriegelelement (9) durch manuelle Betätigung aus seiner Sperrposition (III) zur Freigabe des Sperrglieds (1) in eine Freigabeposition verstellbar ist.
Parksperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsriegelelement (9) mittels einer vom elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs unabhängigen Hilfsenergieeinrichtung (7) betätigbar ist.
Parksperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hilfsenergieeinrichtung (7) die Hilfsenergie zur Betätigung des Hilfsriegelelements (9) benutzerseitig erzeugbar ist.
Parksperrvorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsenergieeinrichtung (7) im Fahrzeuginnenraum ein Bedienelement (11) zur Betätigung des Hilfsriegelelements (9) zugeordnet ist.
Parksperrvorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieeinrichtung (7) eine Stromerzeugungseinrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie für die Betätigung des Hilfsriegelelements (9) ist.
Parksperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieeinrichtung (7) ein Piezoelement aufweist, das bei manueller Betätigung elektrische Energie zur Betätigung des Hilfsriegelelements (9) erzeugt.
Parksperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (11) ein separater Parksperrentaster ist, oder in einem Getriebeschalthebel integriert ist.
Parksperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsenergieeinrichtung (7) die Hilfsenergie hydraulisch und/oder pneumatisch zur Betätigung des Hilfsriegelelements (9) bereitstellt.
Verfahren zur Aktivierung und Deaktivierung einer Parksperrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem Verfahren nach einem Ausfall der Energieversorgung das von der Steuereinrichtung (5) für eine Verstellung in seine Verriegelungsposition (II) freigegebene Sperrglied (1) von einem Hilfsriegelelement (9) in seiner Entriegelungsposition (I) gesichert wird.