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Title:
METHOD FOR DETERMINING A STATE OF A PARKING LOCK OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/179555
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a state of a parking lock of a vehicle, in which a parking pawl (8) is automatically interlockingly engaged in a parking lock wheel (2) by an actuator (6). In a method in which the actual state of the parking lock can be reliably ascertained, it is determined on the basis of a load-dependent actuator current whether the parking lock (1) is securely engaged or whether a tooth of the parking pawl (8) is positioned on a tooth (5) of the parking lock wheel (2).

Inventors:
WEI, Yunfan (Alois-Schreiber-Str. 6, Bühl, 77815, DE)
Application Number:
DE2019/100173
Publication Date:
September 26, 2019
Filing Date:
February 25, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16H63/34; F16H61/12
Domestic Patent References:
WO2017129174A12017-08-03
Foreign References:
EP2916045A12015-09-09
US20140102251A12014-04-17
DE102008000177A12009-08-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes einer Parksperre eines Fahrzeuges, bei welchem eine Parkklinke (8) durch einen Aktor (6) automatisiert in einem Parksperren rad (2) formschlüssig eingeklinkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einem lastabhängigen Aktorstrom bestimmt wird, ob die Parksperre (1) sicher ein gelegt ist oder ein Zahn der Parkklinke (8) auf einem Zahn (5) des Parksperrenrades (1) steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene lastab hängige Aktorstrom mit einem Stromgrenzwert (GW) verglichen wird und bei Über schreitung des Stromgrenzwertes (GW) durch den gemessenen lastabhängige Aktor strom auf ein sicheres Einlegen der Parksperre (1) bzw. bei Unterschreitung des Stromgrenzwertes (GW) durch den gemessenen lastabhängigen Aktorstrom auf ein Stehen eines Zahnes der Parkklinke (8) auf einem Zahn (4) des Parksperrenrades (2) geschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfah ren des Aktors (6) in eine Position, die zum Einlegen der Parksperre (1) benötigt wird, der Aktor (6) einen vordefinierten Weg zurückgeführt und anschließend der aktuelle lastabhängige Aktorstrom gemessen wird, der mit dem Stromgrenzwert (GW) vergli chen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle lastabhängige Aktorstrom in einem Aktorwegfenster (AWF) des vordefinierten Weges des Aktors (6) gemessen wird, in welchem keine Bewegung des Aktors (6) erfolgt.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der vordefinierte Weg, um welchen der Aktor (6) zurückgeführt wird, maximal 1 bis 2 mm beträgt.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Aktor (6) nach dem Vergleich des aktuellen lastabhängige Aktor stromes mit dem Stromgrenzwert (GW) wieder in die Position verfahren wird, die zum Einlegen der Parksperre (1) benötigt wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Fahrzeug während der Messung des aktuellen lastabhängigen Ak torstromes durch eine fahrzeugeigene Bremse gesichert wird.

Description:
Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes einer Parksperre eines Fahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes einer Parksperre eines Fahrzeuges, bei welchem eine Parkklinke durch einen Aktor automatisiert in einem Parksper renrad formschlüssig eingeklinkt wird.

In automatisierten Antriebssträngen von Fahrzeugen werden Parksperren verwendet, um die Fortbewegung des Fahrzeuges im Parkbetrieb, insbesondere an Fahrbahnsteigungen, zu verhindern. Die Parksperre verfügt normalerweise über eine Parklinke und ein Parksperren rad. Durch Einrasten der Parkklinke in eine Zahnlücke des Parksperrenrades wird ein Form schluss zwischen einem Antriebsstrang und einem Getriebegehäuse hergestellt. Somit ist das Fahrzeug abgesichert. Durch Auslegen der Parkklinke aus der Zahnlücke des Parksperrenra- des ist der Antriebsstrang und somit das Fahrzeug entsperrt.

Aus der DE 10 2008 000 177 A1 ist eine Parksperre bekannt, bei welcher die Parksperre von einem Aktor betätigt wird. Dabei wird die Position der Parkklinke nicht durch einen Sensor er fasst, sondern es wird die Position des betätigenden Aktors bestimmt. Nachteilig dabei ist, dass zwischen den Zuständen der Parksperre„sicher eingelegt“ und„Zahn auf Zahn“ nicht unterschieden werden kann. Unter dem Zustand„Zahn auf Zahn“ soll im Weiteren ein Zustand verstanden werden, bei welchem ein Zahn der Parkklinke auf einem Zahn des Parksperren ra- des liegt. Bei dem Zustand„Zahn auf Zahn“ ist ein zuverlässiges Greifen der Parksperre nicht gewährleistet. Da die Parksperre einen Sicherheitsmechanismus darstellt, ist es von großer Bedeutung, den Zustand der Parksperre sicher zu erfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes ei ner Parksperre eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem der Zustand der Parksperre zuver lässig erfasst werden kann.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass in Abhängigkeit von einem lastabhän gigen Aktorstrom bestimmt wird, ob die Parksperre sicher eingelegt ist oder ein Zahn der Parkklinke auf einem Zahn des Parksperrenrades steht. Dies hat den Vorteil, dass der aktuel le Zustand der Parksperre ohne den Einsatz von Sensoren an den mechanischen Bestandtei len der Parksperre und somit ohne Mehraufwand zuverlässig bestimmt werden kann. Somit kann zwischen den beiden Zuständen der Parksperre„sicher eingelegt“ bzw.„Zahn auf Zahn“ unterschieden werden kann. Vorteilhafterweise wird der gemessene lastabhängige Aktorstrom mit einem Stromgrenzwert verglichen und bei Überschreitung des Stromgrenzwertes durch den gemessenen lastabhän gige Aktorstrom auf ein sicheres Einlegen der Parksperre bzw. bei Unterschreitung des Stromgrenzwertes durch den gemessenen lastabhängigen Aktorstrom auf ein Stehen eines Zahnes der Parkklinke auf einem Zahn des Parksperrenrades geschlossen. Da der Aktor strom mit der Last des Aktors steigt, ist es möglich, aus dem Aktorstrom zuverlässig den Parksperrenzustand zu identifizieren.

In einer Ausgestaltung wird nach dem Verfahren des Aktors in eine Position, die zum Einlegen der Parksperre benötigt wird, der Aktor einen vordefinierten Weg zurückgeführt und der aktu elle lastabhängigen Aktorstrom gemessen, der mit dem Stromgrenzwert verglichen wird.

Durch diese Zurückführung um den vordefinierten Weg lässt sich durch die Messung des last abhängigen Aktorstromes einfach der Zustand der Parksperre feststellen. Dies ist möglich, da die Last auf dem Aktor mindestens so hoch ist wie die Kraft an einer Vorspannfeder der Park klinke, wenn die Parklinke in eine Zahnlücke des Parksperrrades eingelegt ist. Liegt aber der Zahn der Parkklinke auf einem Zahn des Parksperrenrades, wird keine Last von der Parkme chanik auf den Aktor übertragen, da beide voneinander entkoppelt sind. Somit wird ein nur re lativ niedriger lastabhängiger Aktorstrom gemessen.

In einer Variante wird der aktuelle lastabhängige Aktorstrom in einem Aktorwegfenster des vordefinierten Weges des Aktors gemessen, in welchem keine Bewegung des Aktors stattfin det. Dadurch wird gewährleistet, dass die bei der Beschleunigung des Aktors auftretenden Ak torstromspitzen nicht in die Messung eingehen und der Aktorstrom nach dem Verfahren des Aktors um den vordefinierten Weg in einer Ruheposition des Aktors ausgewertet wird.

In einer Variante beträgt der vordefinierte Weg, um welchen der Aktor zurückgeführt wird, ma ximal 1 bis 2 mm. Dieser vordefinierte Weg wird in Abhängigkeit des jeweiligen Parksperren systems bestimmt und muss so gewählt werden, dass dieser vordefinierte Weg nicht zum Auslegen der Parksperre führt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der Aktor nach dem Vergleich des aktuellen lastabhängi ge Aktorstromes mit dem Stromgrenzwert wieder in die Position verfahren, die zum Einlegen der Parksperre benötigt wird. Damit ist die Messphase zur Bestimmung des Zustandes der Parksperre beendet.

Vorteilhafterweise wird das Fahrzeug während der Messung des aktuellen lastabhängige Ak torstromes durch eine fahrzeugeigene Bremse gesichert. Das hat den Vorteil, dass, falls die Parksperre nicht zuverlässig eingelegt ist, ein Wegrollen des Fahrzeuges, insbesondere am Berg, zuverlässig verhindert wird.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Parksperre zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Parksperre im Zustand„Parksperre ausgelegt“,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Parksperre im Zustand„Parksperre eingelegt“,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Parksperre im Zustand„Zahn auf Zahn“,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Parksperre 1 dargestellt. Solche Parksperren sind vorteilhafterweise in einem Getriebe angeordnet. Die Parksperre 1 umfasst ein um eine Dreh achse drehbares Parksperrenrad 2, wobei die Drehachse durch eine Zwischenwelle 3 gebildet wird, mit welcher das Parksperrenrad 2 direkt mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges ver bunden wird. Das Parksperrenrad 2 weist an seinem Umfang mehrere Zähne 4 auf, die durch eine Zahnlücke 5 getrennt sind. Zur Betätigung der Parksperre 2 ist ein Aktor 6 vorgesehen, der mit einem nicht weiter dargestellten Elektromotor betätigt wird. Der Elektromotor treibt ei ne Spindel 7 an, die einen Gewindetrieb aufweist. Eine Parkklinke 8 ist an einem Gehäuse rahmen 9 eines Getriebes befestigt, wobei eine Rückholfeder 10 an einem befestigten Ende der Parkklinke 8 angreift. Ein Sperrkeil 11 ist über eine Vorspannfeder 12 mit dem Gehäuse rahmen 9 verbunden und kann mit der Parkklinke 8 als auch mit der Spindel 7 des Aktors 6 in eine Wirkverbindung treten. Dabei wird die Wegposition der Spindel 7 über einen Positions sensor 13 gemessen, wobei der Aktor 6 die Spindel 7 ausgehend vom von rechts nach links zur Betätigung der Parksperre 1 bewegt (Pfeil P1). Innerhalb des Aktors 6 ist ein Stromsensor 14 angeordnet, mit welchem eine Änderung des Aktorstromes in Abhängigkeit einer sich än dernden Last am Aktor 6 detektiert wird. Da der Aktorstrom mit der Last ansteigt, ist es mög lich, aus dem Aktorstrom den Parksperrenzustand zu identifizieren. In Fig. 2 ist die Parksperre 1 im Zustand„ausgelegt“ dargestellt. Dabei ist die Parkklinke 8 aus der Zahnlücke 5 des Parksperrenrades 2 ausgelöst, wobei die Spindel 7 des Aktors 6 an dem Sperrkeil 11 anliegt.

Der Zustand„eingelegt“ der Parksperre 1 ist in Fig. 3 gezeigt, bei welchem durch den Sperr keil 11 die Parkklinke 8 bei zurücksetzender Spindel 7 in eine Zahnlücke 5 des Parksperren rades 2 eingedrückt wird. Somit wird ein zuverlässiges Verriegeln der Parksperre 1 ermög licht.

In Fig. 4 ist der Zustand„Zahn auf Zahn“ der Parksperre 1 dargestellt. Dabei sind die Spindel 7 des Aktors 6 und der Sperrkeil 11 voneinander entkoppelt, wobei allerdings der Sperrkeil 11 die Parkklinke 8 gegen einen Zahn 4 des Parksperrenrades 1 drückt.

Um nun die Parksperre 1 hinsichtlich des Zustandes„sicher eingelegt“ bzw. des Zustandes „Zahn auf Zahn“ zu unterscheiden, wird der Aktor 6 zunächst in eine Position gefahren, die zum Einlegen der Parksperre 1 benötigt wird. Dies erfolgt, indem die Spindel 7 des Aktors 6 einen Weg zurücklegt, welcher durch den Positionssensor 13 detektiert wird. Nachdem der Aktor 6 diese Position erreicht hat, fährt dieser einen vordefinierten kleinen Weg von etwa 1 mm in Richtung Parksperre 1 auslegen zurück. Dies ist in Fig. 5 in den Diagrammen a und b dargestellt. Danach wird der Aktorstrom gemessen.

In Fig. 5c und 5d ist der bei der Bewegung des Aktors auftretende Aktorstrom I über der Zeit t gezeigt. Dieser wird in einem Aktorwegfenster AWF gemessen und mit einem Stromgrenzwert GW verglichen, in welchem der Aktor 6 zwar in Richtung Auslegen der Parksperre 1 zurück gefahren ist, sich aber im Stillstand befindet. Überschreitet der gemessene Aktorstrom den Stromgrenzwert GW, wird daraus geschlossen, dass die Parksperre 1 sicher eingelegt ist.

Dies resultiert aus dem Verfahren der Spindel 7 in Richtung„Auslegen“, wo die Last auf dem Aktor 6 mindestens so hoch wie die Kraft in der Vorspannfeder 10 des Sperrkeiles 11 , wenn die parkklinke 8 in eine Zahnlücke 5 des Parksperrenrades 2 eingreift. Liegt das Fahrzeug an einem Hang, wird die resultierende Last auf dem Aktor 6 noch höher. Daher wird ein relativ hoher Aktorstrom in dem Aktorwegfenster AWF gemessen.

Liegt aber nun, wie in Fig. 5d dargestellt, der Zahn der Parkklinke 8 auf einem Zahn 4 des Parksperrenrades 2, wird keine Last von der Parkmechanik 2, 8, 11 auf den Aktor 6 übertra gen, weil der Sperrkeil 11 und die Spindel 7 voneinander entkoppelt sind (Fig. 4). Dies hat zur Folge, dass nur ein relativ niedriger Aktorstrom im Aktorwegfenster AWF gemessen wird, welcher unterhalb des Stromgrenzwertes GW liegt. Wird der Zustand„Zahn auf Zahn“ detek- tiert, so kann das Fahrzeug kurzzeitig in eine Schwingung versetzt werden, damit die Park klinke 8 in eine Zahnlücke 5 des Parksperrenrades 2 rutscht.

Bei Beschleunigung des Aktors 6 übersteigt der Aktorstrom den Grenzwert GW um ein Vielfa- ches, da eine große Last überwunden werden muss, um den Aktor 6 in Bewegung zu setzen. Deshalb muss die Messung des lastabhängigen Aktorstromes innerhalb des Aktorwegfensters AWF erfolgen, in dem die Beschleunigungsphase des Aktors 6 schon sicher beendet ist und der Aktor sich im Stillstand befindet. Nach der Messung des Aktorstromes und dem Vergleich mit dem Stromgrenzwert GW wird der Aktor 6 wieder in die vordefinierte Position zum Einlegen der Parksperre 1 zurückgefah ren. Um während der Zustandsbestimmungsphase zu verhindern, dass das Fahrzeug weg rollt, wird in dieser Phase eine Betriebsbremse oder eine Feststellbremse des Fahrzeuges eingelegt.

Bezugszeichenliste 1 Parksperre

2 Parksperrenrad

3 Zwischenwelle

4 Zahn

5 Zahnlücke

6 Aktor

7 Spindel

8 Parkklinke

9 Gehäuserahmen

10 Rückholfeder

11 Sperrkeil

12 Vorspannfeder

13 Positionssensor

14 Stromsensor