QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 60/811,656, eingereicht
am 7. Juni 2006, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen
ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrohydraulische Steuersysteme
für elektrisch verstellbare Hybridgetriebe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mehrgang-Lastschaltgetriebe, insbesondere jene, die Planetenradanordnungen
verwenden, erfordern ein hydraulisches System, um für ein gesteuertes Einrücken
und Ausrücken nach einem gewünschten Plan der Kupplungen und Bremsen oder
Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu dienen, die Verhältnisse in
der Planetenradanordnung einzurichten, zu sorgen.
Diese Steuersysteme haben sich aus im Wesentlichen rein hydraulischen
Steuersystemen entwickelt, wobei hydraulische Vorrichtungen sämtliche der Steuersignale
für elektrohydraulische Steuersysteme erzeugen und wobei eine elektronische
Steuereinheit mehrere der Steuersignale erzeugt. Die elektronische Steuereinheit
sendet elektrische Steuersignale an Solenoidventile aus, die dann gesteuerte hydraulische
Signale an die verschiedenen Arbeits- bzw. Stellventile in der Getriebesteuerung
ausgeben.
Bei vielen der früheren rein hydraulischen Steuersysteme und
der elektrohydraulischen Steuersysteme der ersten Generation verwendete das Lastschaltgetriebe
mehrere Freilauf- oder Einwegevorrichtungen, die das Schalten oder Wechseln zwischen
Verhältnissen des Getriebes sowohl während des Hochschaltens als auch
des Herunterschaltens des Getriebes glätten. Dies nimmt dem hydraulischen Steuersystem
ab, für die Steuerung einer Überlappung zwischen dem herankommenden Drehmomentübertragungsmechanismus
und dem weggehenden Drehmomentübertragungsmechanismus zu sorgen. Wenn diese
Überlappung übermäßig ist, empfindet der Fahrer ein Zittern
in dem Antriebsstrang, während dann, wenn die Überlappung zu gering ist,
der Fahrer ein Hochdrehen des Motors erfährt oder es sich anfühlt, als
ob der Wagen nur rollt. Die Freilaufvorrichtung verhindert dieses Empfinden, indem
sie schnell einrückt, wenn das auferlegte Drehmoment von einem Freilaufzustand
zu einem Übertragungszustand umgestellt wird.
Das Auftauchen elektrohydraulischer Vorrichtungen ließ das entstehen,
was als Kupplung-zu-Kupplung-Schaltanordnungen bekannt ist, um die Komplexität
des Getriebes und der Steuerung zu reduzieren. Diese elektrohydraulischen Steuermechanismen
werden im Allgemeinen als kostenreduzierend und den für den Steuermechanismus
erforderlichen Raum reduzierend begriffen.
Außerdem haben sich mit dem Auftauchen hochentwickelter Steuermechanismen
die Lastschaltgetriebe von Zweigang- oder Dreiganggetrieben zu Fünfgang- und
Sechsganggetrieben entwickelt. Die Drehmomentkapazität eines an einem Schaltvorgang
beteiligten Drehmomentübertragungsmechanismus (herankommend oder weggehend)
kann durch Kombination eines elektrisch betätigten Solenoidventils mit einem
Druckregelventil oder Abgleichventil zweckmäßig gesteuert werden. In einem
typischen System wird das Solenoidventil durch Pulsweitenmodulation (PWM) bei gesteuertem
Arbeitszyklus aktiviert, um einen Pilotdruck für das Druckregelventil oder
Abgleichventil zu entwickeln, das seinerseits dem Drehmomentübertragungsmechanismus
Fluiddruck im Verhältnis zu dem Arbeitszyklus des Solenoid liefert.
Außerdem ist ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe vorgeschlagen
worden, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und Abgasemissionen zu reduzieren.
Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe teilt mittels einer Differentialräderanordnung
mechanische Leistung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle auf einen
Pfad für mechanische Leistung und einen Pfad für elektrische Leistung
auf. Der Pfad für mechanische Leistung kann Kupplungen und zusätzliche
Zahnräder enthalten. Der Pfad für elektrische Leistung kann zwei Einheiten
für elektrische Leistung oder Motor/Generator-Anordnungen enthalten, wovon
jede als Motor oder als Generator arbeiten kann. Bei einem elektrischen Speichersystem
wie etwa einer Batterie kann das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe in einem
Antriebssystem für ein Hybridelektrofahrzeug aufgenommen sein.
Das Hybridantriebssystem verwendet eine Quelle für elektrische
Leistung sowie eine Quelle für Maschinenleistung. Die Quelle für elektrische
Leistung ist mit den Motor/Generator-Einheiten durch eine elektronische Steuereinheit,
die die elektrische Leistung wie erforderlich verteilt, verbunden. Die elektronische
Steuereinheit besitzt außerdem Verbindungen mit der Maschine und dem Fahrzeug,
um die Betriebseigenschaften oder die Betriebsanforderung so zu bestimmen, dass
die Motor/Generator-Anordnungen entweder als Motor oder als Generator korrekt betrieben
werden. Wenn die Motor/Generator-Anordnung als Generator arbeitet, nimmt sie entweder
von dem Fahrzeug oder der Maschine Leistung auf und speichert Leistung
in der Batterie oder stellt jene Leistung bereit, um eine andere elektrische Vorrichtung
oder eine andere Motor/Generator-Anordnung zu betreiben.
Es gibt zwei hauptsächliche Hybridfahrzeugarchitekturen, nämlich
die Parallelhybrid- und die Reihenhybridarchitektur. Das Hybridelektrofahrzeug mit
einer Parallelkonfiguration besitzt eine direkte mechanische Verbindung zwischen
dem Hybridantriebssystem und den Antriebsrädern des Fahrzeugs. Im Gegensatz
dazu verwendet das Hybridelektrofahrzeug mit einer Reihenkonfiguration einen an
der Maschine angebrachten Generator, um Elektrizität für die Batterien
und/oder den Elektromotor zu erzeugen. Das Reihenhybridelektrofahrzeug besitzt keine
mechanische Verbindung zwischen dem Hybridantriebssystem und den Antriebsrädern.
Manche Hybridantriebssysteme können durch Verwendung eines Kupplungsmechanismus
wie etwa einer Klauenkupplung wahlweise entweder in einer Parallelkonfiguration
oder in einer Reihenkonfiguration arbeiten.
Außerdem ermöglichen moderne Steuersysteme eine "Shift-by-Wire"-Bereich-Schaltfähigkeit.
Ein anderer Name für diese Technik ist "elektronische Fahrstufenwahl" oder
ETRS (electronic transmission range selection). ETRS-Systeme machen einen großen
Teil der mechanischen Verbindungen, die bei mechanisch betätigten Getrieben
gefunden werden, überflüssig, wodurch sich die Getriebearchitekturen und
Entwürfe für innere mechanische Schalthebel vereinfachen. Die durch ein
elektrisch verstellbares Hybridgetriebe verschaffte Zusatzfunktionalität erfordert
kreative Steuerarchitekturmethoden, um Kosten, Umfang und Gewicht zu reduzieren
und dabei die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein innen angebrachtes Park-by-Wire-Untersystem für ein
elektrisch verstellbares Hybridgetriebe geschaffen. Das Park-by-Wire-Untersystem
umfasst eine Befehlsquelle und ein Stellglied, das auf eine Steuerung von der Befehlsquelle
anspricht. Mit dem Stellglied ist ein Hebel funktional verbunden, während mit
dem Hebel ein Parkklinkenmechanismus funktional verbunden ist. Das Stellglied dient
dazu, mit dem Hebel in einen Eingriff zu gelangen, um den Parkklinkenmechanismus
wahlweise entweder in einen Parkzustand oder in einen Nichtparkzustand zu versetzen.
Eine erste und eine zweite Steuereinheit sind so betreibbar, dass sie miteinander
kommunizieren. Die erste Steuereinheit dient dazu, die Befehlsquelle zu steuern.
Ein Schalter dient dazu, die Befehlsquelle zu überwachen und mit der ersten
Steuereinheit zu kommunizieren. Außerdem dient ein Sensor dazu, das Stellglied
zu überwachen und mit der zweiten Steuereinheit zu kommunizieren. Ein erster
und ein zweiter Halleffektschalter sind ebenfalls vorgesehen. Der erste Halleffektschalter
dient dazu, die Position des Hebels der ersten Steuereinheit zu signalisieren, während
der zweite Halleffektschalter dazu dient, die Position des Hebels der zweiten Steuereinheit
zu signalisieren. Ein Einrastsolenoid dient dazu, den Parkklinkenmechanismus bei
Ausbleiben einer Steuerung von der Befehlsquelle in dem Nichtparkzustand zu halten.
Außerdem wird ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe, das das offenbarte
Park-by-Wire-Untersystem enthält, geschaffen.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der besten
Arten zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
schnell deutlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines elektrisch
verstellbaren Hybridfahrzeug-Triebstrangs zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung;
2a und 2b sind zusammengenommen
eine schematische Darstellung, die das elektrohydraulische Steuersystem beschreibt,
das mit dem Triebstrang aus 1 verwendet wird, wobei
sie das Steuersystem in einer Park/Neutral-Betriebsart mit anstehender elektrischer
Leistung zeigt;
3a und 3b sind zusammengenommen
eine schematische Darstellung, die das elektrohydraulische Steuersystem beschreibt,
das mit dem Triebstrang aus 1 verwendet wird, wobei
sie das Steuersystem in einer Nichtparkzustands-Betriebsart für reihen-elektrisch
verstellbares Getriebe mit anstehender elektrischer Leistung zeigt;
4 ist eine schematische Darstellung eines Park-by-Wire-Untersystems
zur Verwendung mit dem Steuersystem aus den 2a,
2b, 3a und 3b,
die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Parkzustand oder einer Parkbetriebsart
zeigt;
5 ist eine schematische Darstellung des Park-by-Wire-Untersystems
aus 4, die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Nichtparkzustand
oder einer Nichtparkbetriebsart zeigt;
6 ist eine schematische Darstellung einer alternativen
Ausführungsform des Park-by-Wire-Untersystems aus den
4 und 5, die das Park-by-Wire-Untersystem
in einem Parkzustand oder einer Parkbetriebsart zeigt;
7 ist eine schematische Darstellung des Park-by-Wire-Untersystems
aus 6, die das Park-by-Wire-Untersystem in einem Nichtparkzustand
oder einer Nichtparkbetriebsart zeigt; und
8 ist eine schematische graphische Darstellung eines
Steuersystems, das den Betrieb der Park-by-Wire-Untersysteme aus den 4
bis 7 ermöglicht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen, in denen über die gesamten mehreren Ansichten
hinweg gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile repräsentieren,
ist in 1 ein Triebstrang 10 mit einer Maschine
12, einem elektrisch verstellbares Hybridgetriebe 14 und einem
herkömmlichen Achsantrieb 16 gezeigt.
Die Maschine 12 ist eine herkömmliche Brennkraftmaschine.
Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 umfasst eine Planetenradanordnung
mit einer Antriebswelle 18, einer Abtriebswelle 20, drei Planetenradsätze
22, 24 und 26, vier Drehmomentübertragungsmechanismen
C1, C2, C3 und C4 und ein elektrohydraulisches Steuersystem 28. Die Drehmomentübertragungsmechanismen
C2 und C4 sind fluidbetätigte Vorrichtungen des Rotationskupplungstyps, während
die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C3 fluidbetätigte stationäre
Kupplungs- oder Bremsvorrichtungen sind. Das wahlweise Einrücken und Ausrücken
der Drehmomentübertragungsvorrichtungen wird durch ein elektrohydraulisches
Steuersystem 28 gesteuert, das in den 2a und
2b gezeigt ist.
Ferner ist in das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe
14 ein Paar von Einheiten für elektrische Leistung oder Motoren/Generatoren
30 oder (A) und 32 oder (B) aufgenommen, die durch eine elektronische
Steuereinheit 34 gesteuert werden. Die elektronische Steuereinheit
34 ist mit der Einheit 30 für elektrische Leistung durch
drei elektrische Leiter 36, 37 und 38 und mit der Einheit
32 für elektrische Leistung durch drei elektrische Leiter
40, 41 und 42 verbunden. Die elektronische Steuereinheit
34 steht außerdem mit einer elektrischen Speichervorrichtung
44, die mit der elektronischen Steuereinheit 34 durch ein Paar
elektrischer Leiter 46 und 48 verbunden ist, in elektrischer Verbindung.
Die elektrische Speichervorrichtung 44 entspricht im Allgemeinen einer
oder mehreren elektrischen Batterien.
Die Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung
sind vorzugsweise Motor/Generator-Einheiten, die als Leistungsversorger oder Leistungsgenerator
arbeiten können. Wenn die Einheiten 30 und 32 für elektrische
Leistung als Motor oder als Leistungsversorger arbeiten, führen sie dem elektrisch
verstellbaren Hybridgetriebe 14 Leistung zu. Beim Arbeiten als Generatoren
entzieht eine der Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung
dem Getriebe 14 elektrische Leistung, wobei die elektronische Steuereinheit
34 die Leistung entweder an die elektrische Speichervorrichtung
44 oder an die andere der Einheiten 30 und 32 für
elektrische Leistung, die zu jener Zeit als Motor arbeitet, verteilt.
Die elektronische Steuereinheit 34 empfangt mehrere elektrische
Signale von dem Fahrzeug und dem Getriebe 14 wie etwa die Maschinendrehzahl,
die Drosselklappenanforderung oder die Fahrgeschwindigkeit, um einige zu benennen.
Diese elektrischen Signale werden als Eingangssignale für einen programmierbaren
Digitalrechner, der in der elektronischen Steuereinheit 34 aufgenommen
ist, verwendet. Der Rechner dient dann dazu, die elektrische Leistung wie erforderlich
zu verteilen, um den Betrieb des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes
14 in gesteuerter Weise zu ermöglichen.
Die Planetenradanordnung, die in 1 gezeigt
ist, stellt vier Vorwärtsübersetzungsverhältnisse oder -bereiche
zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 20 bereit.
In dem ersten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen
C1 und C4 eingerückt. In dem zweiten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen
C1 und C2 eingerückt. In dem dritten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen
C2 und C4 eingerückt. In dem vierten Vorwärtsbereich sind die Drehmomentübertragungsmechanismen
C2 und C3 eingerückt. Die Getriebeabstufung stellt auch einen Neutralzustand
bereit, wenn die Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3 und C4 ausgerückt
sind. Es sind eine elektrisch verstellbare Low-mode-Betriebsart, bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus
C1 eingerückt ist, und eine elektrisch verstellbare High-mode-Betriebsart,
bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 eingerückt ist, vorgesehen.
Der Triebstrang 10 kann auch in einer rein elektrischen Betriebsart
arbeiten. Die elektrische Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart mit abgeschalteter
Maschine wird durch Einrücken des C1-Drehmomentübertragungsmechanismus
gefördert. Der Triebstrang 10 besitzt zwei Drehzahlbereiche mit Heimschleichfähigkeiten
innerhalb des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes 14, falls das elektrohydraulische
Steuersystem 28 eine Funktionsstörung oder eine Unterbrechung der
elektrischen Leistung erfährt. In den Heimschleichbetriebsarten bei abgeschalteter
elektrischer Leistung stellt das elektrohydraulische Steuersystem 28 eine
elektrisch verstellbare Low-mode-Betriebsart, bei der der Drehmomentübertragungsmechanismus
C1 eingerückt ist, und eine elektrisch verstellbare High-mode-Betriebsart, bei
der der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 eingerückt ist, als Vorgabe
ein. Das elektrisch verstellbare Hybridgetriebe 14 ist in der Lage, in
einer Parallel- und einer Reihen-Rückwärtsbetriebsart zu arbeiten. In
der Parallel-Rückwärtsbetriebsart arbeitet das elektrisch verstellbare
Hybridgetriebe 14 in einer elektrisch verstellbaren Low-mode-Betriebsart,
wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus C1 eingerückt ist. Andererseits
sind in der Reihen-Rückwärtsbetriebsart die Drehmomentübertragungsmechanismen
C1 und C4 eingerückt, wobei eine Klauenkupplung ausgerückt ist.
Das elektrohydraulische Steuersystem 28 umfasst eine elektronische
Steuereinheit (ECU) und eine hydraulische Steuereinheit (HYD). Die ECU enthält
einen Digitalrechner, der so programmiert ist, dass er elektrische Signale an den
hydraulischen Abschnitt des elektrohydraulischen Steuersystems 28 liefert,
um das Einrücken und das Ausrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen
C1, C2, C3 und C4 herbeizuführen. Die 2a bis
3b zeigen das elektrohydraulische Steuersystem
28 näher. Wie in den 2a bis
3b gezeigt ist, umfasst der hydraulische Abschnitt
des elektrohydraulischen Steuersystems 28 eine maschinenbetriebene Hydraulikpumpe
50 wie etwa eine Pumpe mit fester Verdrängung, die Fluid aus dem Vorratsbehälter
52 zur Abgabe an einen Hauptkanal 54 ansaugt. Andererseits ist
eine elektrisch gesteuerte Hydraulikpumpe 56 für den Betrieb in der
elektrischen Betriebsart vorgesehen. Ein Rückschlagventil 58 dient
dazu, in Abhängigkeit davon, ob die Pumpe 50 oder die Pumpe
56 arbeitet, wahlweise unter Druck stehendes Fluid zu dem Hauptkanal
54zu verteilen. Es ist ein Überdruckventil 60 vorgesehen,
das mit dem Auslass der Hydraulikpumpe 50 in Fluidverbindung steht, um
vor einer übermäßigen Druckbeaufschlagung des Hauptkanals
54 zu schützen. Ähnlich ist ein Überdruckventil
62 vorgesehen, das mit dem Auslass der elektrisch gesteuerten Hydraulikpumpe
56 in Fluidverbindung steht, um vor einer übermäßigen Druckbeaufschlagung
des Hauptkanals 54 zu schützen. Die Überdruckventile
60 und 62 lassen Fluid durch einen Kanal 64 ab, falls
sich in dem Hauptkanal 54 ein Überdruckzustand einstellen sollte.
Der Hauptkanal 54 steht mit einem Ventil für elektronische Fahrstufenwahl
(ETRS-Ventil) 66, einem Leitungsregelventil 65, einem Klauenkupplungs-Schaltventil
68, einem Stellgliedzufuhr-Regelventil 70, einem Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil
72, einem Abgleichventil 76 und einem Abgleichventil
78 in Fluidverbindung.
Das ETRS-Ventil 66 dient dazu, wahlweise unter Druck stehendes
Fluid von dem Hauptkanal 54 über einen Kanal 82 zu einem
Stellglied 80 eines Park-by-Wire-Untersystems 81 zu befördern.
Das Park-by-Wire-Untersystem 81 ist innen in dem Getriebe 14 aus
1 enthalten. Wenn sich das ETRS-Ventil 66
in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wird das unter Druck stehende
Fluid in dem Hauptkanal 54 über den Kanal 82 zu dem Stellglied
80 geleitet. Wenn der Fluiddruck in dem Stellglied 80 ausreicht,
um die Vorbelastung durch eine Feder 84 zu überwinden, verschiebt
sich ein mit einem Parkklinkenmechanismus 88 verbundener Kolben
86 in dem Stellglied 80, wodurch der Parkklinkenmechanismus
88 ausgerückt wird, wie in 3a gezeigt
ist. Wenn sich das ETRS-Ventil 66 in der mittels Feder eingenommenen Stellung,
die in 2a gezeigt ist, befindet, blockiert ein Steg
92 den Fluss von unter Druck stehendem Fluid von dem Hauptkanal
54, wobei sich der Kanal 82 über den Kanal 64 entleert.
Die Feder 84 dient dazu, den Kolben 86 vorzubelasten, um ein Einrücken
des Parkklinkenmechanismus 88 zu bewirken. Ein Einrastsolenoid
93 dient dazu, den Parkklinkenmechanismus 88 des Park-by-Wire-Untersystems
81 bei Ausbleiben des Hydraulikdrucks für das Stellglied
80 in dem Nichtparkzustand zu halten, wie in 3a
gezeigt ist. Das Park-by-Wire-Untersystem 81 wird im Folgenden mit Bezug
auf die 4 bis 8 ausführlicher
besprochen.
Das Leitungsregelventil 65 stellt den Druck in dem Hauptkanal
54 her, wobei dann, wenn jener Druck hinreichend ist, über einen Kanal
94, der sich nachträglich in einen Kanal 94A und einen Kanal
94B aufteilt, Fluid geliefert wird. Der Kanal 94A liefert unter
Druck stehendes Fluid zu einem Kühlerregelventil 96. Auf das Erregen
des Kühlerregelventils 96 hin bewegt sich das Fluid in einen Kühler
98 und/oder ein Kühlerumgehungsventil 100. Das Kühlerumgehungsventil
100 dient dazu, einen Fluidfluss zu bewirken, falls der Fluiddurchgang
durch den Kühler 98 blockiert ist. Das Fluid von dem Kühler
98 und/oder dem Kühlerumgehungsventil 100 wird dann an ein
Schmiersystem (LUBE) 102 des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes
14 verteilt. Zu Fluidflusssteuerzwecken können eine Öffnung
104 und eine Öffnung 106 vorgesehen sein.
Das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 dient dazu, unter Druck
stehendes Fluid von dem Hauptkanal 54 wahlweise zu einer Klauenkupplung
108 zu liefern. Die Klauenkupplung 108 ist eine durch Feder eingerückte
Kupplung und wird durch Beaufschlagung mit Fluiddruck ausgerückt. Das elektrisch
verstellbare Hybridgetriebe 14 verwendet die Klauenkupplung 108,
um wahlweise zwischen einer Parallel-Rückwärtsbetriebsart, bei der die
Klauenkupplung 108 eingerückt ist, und einer Reihen-Rückwärtsbetriebsart,
bei der die Klauenkupplung 108 ausgerückt ist, umzuschalten. Wenn
sich das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in einer mittels Feder eingenommenen
Stellung, die in 2a gezeigt ist, befindet, entleert
sich das unter Druck stehende Fluid in der Klauenkupplung 108, womit diese
einrücken kann. Wenn sich andererseits das Klauenkupplungs-Schaltventil
68 in einer mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, die in
3a gezeigt ist, rückt die Klauenkupplung
108 in Reaktion auf das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal
54 aus.
Das Stellgliedzufuhr-Regelventil 70 reduziert den Druck in
dem Hauptkanal 54 auf einen Steuerdruck in dem Kanal 110. Das
Fluid in dem Kanal 110 wird zu mehreren Solenoidventilen 112,
114, 116, 118, 120, 122,
124 und 126 befördert. Die Solenoidventile 124 und
126 sind Solenoidventile des Ein-Aus-Typs, während die Solenoidventile
112, 114, 116, 118, 120 und
122 Solenoidventile für variablen Druck sind. Die Solenoidventile
116, 118 und 122 sind normal hohe oder normal geöffnete
Solenoidventile, während die übrigen Solenoidventile normal tiefe oder
normal geschlossene Solenoidventile sind. Ein normal geöffnetes Solenoidventil
verteilt unter Druck stehendes Fluid oder einen Ausgangsdruck bei Ausbleiben eines
elektrischen Signals für das Solenoid.
Das Solenoidventil 112 dient dazu, einen Ausgangsdruck in
dem Kanal 128, der den Vorbelastungsdruck oder Steuerdruck auf das Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil
72 steuert, bereitzustellen. Das Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil
72 dient dazu, beim Übergang zu und von der elektrischen Betriebsart
wahlweise eine Dämpferverriegelungskupplung 130 einzurücken.
Das Solenoidventil 114 dient dazu, einen Ausgangsdruck in
dem Kanal 132 bereitzustellen, der den Vorbelastungsdruck auf das Abgleichventil
74 steuert. Das Solenoidventil 116 dient dazu, einen Ausgangsdruck
in dem Kanal 134 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf das Abgleichventil
76 steuert. Das Solenoidventil 118 dient dazu, einen Ausgangsdruck
in dem Kanal 136 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf das Abgleichventil
78 steuert. Außerdem steuert der Ausgangsdruck in dem Kanal
136 die Druckvorbelastung auf ein Boost- oder Multiplex-Ventil
138 und wird ferner zu einem Logikventil 140 übertragen.
Wenn der Ausgangskanal 136 mit Druck beaufschlagt ist, ist das Boost-Ventil
138 in eine mittels Druck eingenommene Stellung, wie in 3b
gezeigt ist, vorbelastet. Wenn andererseits der Ausgangskanal 136 entleert
ist, verstellt sich das Boost-Ventil 138 in eine mittels Feder eingenommene
Stellung, wie in 2b gezeigt ist. Die Abgleichventile
72, 74, 76 und 78 werden durch den Fluiddruck
in den entsprechenden Kanälen 128, 132, 134 und
136 wahlweise in eine zweite Stellung oder mittels Druck eingenommene Stellung
vorbelastet. Wenn sich die Kanäle 128, 132, 134
und 136 entleeren, bewegen sich die entsprechenden Abgleichventile
72, 74, 76 und 78 in eine erste Stellung oder
mittels Feder eingenommene Stellung. Außerdem besitzen die Abgleichventile
72, 74, 76 und 78 eine Abgleich- oder Druckregelungsstellung.
Das Solenoidventil 120 dient dazu, wahlweise einen Ausgangsdruck
in dem Kanal 147 bereitzustellen, der unter Druck stehendes Fluid zu dem
Boost-Ventil 138 befördert. Das Solenoidventil 122 dient
dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 148 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung
für das Leitungsregelventil 65 steuert. Das Solenoidventil
122 dient dazu, durch Modulieren des Fluiddrucks in dem Kanal
148 die Betriebseigenschaften des Leitungsregelventils 65 zu verändern
und dadurch den Druckwert in dem Hauptkanal 54 für die drehmomentbasierte
Drucksteuerung zu modulieren.
Das Solenoidventil 124 dient dazu, einen Ausgangsdruck in
dem Kanal 142 bereitzustellen, der die Druckvorbelastung auf das Logikventil
140 steuert. Außerdem befördert der Ausgangsdruck in dem Kanal
142 unter Druck stehendes Fluid zu dem ETRS-Ventil 66 und dient
dazu, das ETRS-Ventil 66 durch Eingriff mit einen Steg 141 wahlweise
in eine mittels Druck eingenommene Stellung vorzubelasten. Das Logikventil
140 besitzt eine Differenzfläche 143, die dazu dient, das
Logikventil 140 in einer mittels Druck eingenommenen Stellung zu verriegeln,
wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus C2 eingerückt ist und die elektrische
Leistung für das Solenoidventil 124 unterbrochen ist. Unter Druck
stehendes Fluid in dem Kanal 136 verschafft der Differenzfläche
143 die Kraft, die zum Vorbelasten des Logikventils 140 in eine
mittels Druck eingenommene Stellung erforderlich ist. Das Solenoidventil
126 dient dazu, einen Ausgangsdruck in dem Kanal 144 bereitzustellen,
der die Druckvorbelastung auf ein Logikventil 146 steuert. Der Ausgangsdruck
in dem Kanal 144 wird außerdem auf das Abgleichventil 74
und das Abgleichventil 76 übertragen. Die Logikventile 140
und 146 besitzen jeweils eine erste Stellung oder mittels Feder eingenommene
Stellung und eine zweite Stellung oder mittels Druck eingenommene Stellung.
Die Logikventile 140 und 146 multiplexen die Abgleichventile
74, 76 und 78, um den vier Drehmomentübertragungsmechanismen
C1, C2, C3 und C4 eine Steuerung zu verschaffen. Das Logikventil 140 befördert
wahlweise unter Druck stehendes Fluid zum Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsmechanismen
C1 und C2, während das Logikventil 146 wahlweise unter Druck stehendes
Fluid zum Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsmechanismen
C3 und C4 befördert. Die gemultiplexte Abgleichventilkonfiguration sorgt außerdem
für die Steuerung des Fluidflusses, um eine Kühlung des Motors/Generators
A 30 und des Motors/Generators B 32 zu bewirken.
Das Abgleichventil 74 befördert wahlweise Fluid durch
einen Auslasskanal 150 zu dem Logikventil 146.
Der Auslasskanal 150 befördert Unter Druck stehendes Fluid durch eine
Strömungssteuerungsöffnung 153 zu einem Kanal 151. Der
Kanal 151 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid zum Vorbelasten des ETRS-Ventils
66 in die mittels Druck eingenommene Stellung bereitzustellen. Das Abgleichventil
76 befördert wahlweise unter Druck stehendes Fluid durch einen Auslasskanal
152 zu beiden Logikventilen 140 und 146. Ein Kanal
155 steht mit den Abgleichventilen 74 und 76 in wahlweiser
Fluidverbindung. Der Kanal 155 dient dazu, den Kanal 150 zu entleeren,
wenn sich das Abgleichventil 74 in der mittels Feder eingenommenen Stellung
befindet. Der Kanal 155 entleert den Kanal 152, wenn sich das
Abgleichventil 76 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet.
Ein Auslasskanal 154 des Abgleichventils 78 befördert wahlweise
unter Druck stehendes Fluid zu dem Logikventil 140. Außerdem befördert
das Abgleichventil 78 wahlweise unter Druck stehendes Fluid über einen
Auslasskanal 156 zu dem Boost-Ventil 138. Die Logikventile
140 und 146 stehen durch Kanäle 158, 160
und 162 in wahlweiser Fluidverbindung miteinander. Innen in dem Logikventil
146 ist ein Kanal 164 vorgesehen, der dazu dient, Fluid in dem
Kanal 158 abzulassen, wenn sich das Logikventil 146 in der mittels
Feder eingenommenen Stellung befindet. Wenn sich andererseits das Logikventil
146 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, dient der Kanal
164 dazu, einen Kanal 166 zu entleeren. Der Kanal 166
steht mit dem Logikventil 146 und den Abgleichventilen 74 und
76 in Fluidverbindung. Außerdem kommuniziert der Kanal 166
durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen 168 mit dem
Kanal 110.
Ein Auffüllkanal 170 steht mit dem Stellgliedzufuhr-Regelventil
70, dem Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil 72,
dem Abgleichventil 78, dem Logikventil 140 und dem Logikventil
146 in Fluidverbindung. Der Stellgliedzufuhr-Fluiddruck in dem Kanal
110 lässt durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen
172 Fluid zu dem Auffüllkanal 170 ab. Der Fluiddruck in dem
Auffüllkanal 170 wird durch ein Auslassauffüll-Überdruckventil
(EBF) 173 auf einem Wert von etwa 13,79 kPa (2 Pfund pro Quadratzoll (psi))
gehalten, um zu verhindern, dass Luft in das elektrohydraulische Steuersystem
28 eintritt.
Ein Abzugskanal 174 steht mit dem Dämpferverriegelungskupplungs-Abgleichventil
72 und den Abgleichventilen 72, 76 und 78 in
Fluidverbindung. Ein Rückkopplungskanal 176 dient dazu, ein Kräftegleichgewicht
zu schaffen, wenn sich das Dämpferverriegelungs-Abgleichventil in einer Regelungs-
oder Abgleichstellung befindet. Ähnlich dient ein Rückkopplungskanal
178 dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das Abgleichventil
74 in einer Abgleichstellung befindet. Ein Rückkopplungskanal
180 dient dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das
Abgleichventil 76 in einer Abgleichstellung befindet. Ein Rückkopplungskanal
182 dient dazu, ein Kräftegleichgewicht zu schaffen, wenn sich das
Abgleichventil 78 in der Abgleichstellung befindet und sich das Boost-Ventil
139 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet. Wenn sich andererseits
das Boost-Ventil 138 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet,
wird der Rückkopplungskanal 182 über den Kanal 205 entleert.
Der Kanal 94B befördert Fluid durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen
185 zu einem Kanal 184. Durch Beaufschlagung des Kanals
184 mit Druck wird dem Motor/Generator A 30 zur Kühlung eine
bemessene Fluidmenge geliefert. Es ist ein Einwege-Rückschlagventil
188 vorgesehen, um so zu verhindern, dass das unter Druck stehendes Fluid
in dem Kanal 184 in den Kanal 190 eintritt. Eine Federrückstellungs-Rückschlagkugel
187 dient dazu, einen zusätzlichen Fluidfluss zu dem Motor/Generator
A 30 zu verschaffen, wenn ein Kanal 189 mit Druck beaufschlagt
wird. Der Kanal 94A befördert Fluid durch eine Reihe von Strömungsdrosselungsöffnungen
194 zu einem Kanal 192. Durch Beaufschlagung des Kanals
192 mit Druck wird dem Motor/Generator B 32 eine bemessene Kühlfluidmenge
geliefert. Es ist ein Einwege-Rückschlagventil 198 vorgesehen, um
so zu verhindern, dass das unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 192
in den Kanal 190 eintritt. Eine Federrückstellungs-Rückschlagkugel
197 dient dazu, einen zusätzlichen Fluidfluss zu dem Motor/Generator
B 32 zu verschaffen, wenn ein Kanal 199 mit Druck beaufschlagt
wird.
Zur Erfassung der Stellung der Abgleichventile 74,
76 und 78 und der Logikventile 140 und 146 sind
vier druckempfindliche Schalter oder Druckschalter PS1, PS2, PS3 und PS4 vorgesehen.
Die Fähigkeit zum Überwachen der oben erwähnten Ventile und zum Erfassen
jeglicher Veränderung oder jeglichen Ausbleibens einer Veränderung des
Ventilzustands ist wichtig, um für einen kontinuierlichen und zuverlässigen
Betrieb des elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes 14 zu sorgen.
Das elektrohydraulische Steuersystem 28 ist in der Lage,
Zustandsänderungen der Abgleichventile 74, 76 und
78 und der Logikventile 140 und 146 durch Multiplexen
der vier Druckschalter PS1, PS2, PS3 und PS4 zu erfassen. Die Druckschalter PS1,
PS2, PS3 und PS4 sind in wahlweiser Fluidverbindung mit dem Logikventil
140 und den Abgleichventilen 76, 78 bzw. 74
angeordnet. Herkömmlicherweise wären fünf Druckschalter, ein Schalter
für jedes Ventil, verwendet worden, um Abgleichventil-Zustandsänderungen
zu bestimmen.
Die Erfassung einer Zustandsänderung oder das
Ausbleiben einer Anderung des Logikventils 140 erfolgt durch eine eigenständige
Erfassung durch den Druckschalter PS1. Wenn sich das Logikventil 140 in
der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, lässt der Druckschalter
PS1 zu dem Auffüllkanal 170 ab. Wenn sich das Logikventil
140 in eine mittels Druck eingenommene Stellung verstellt, verhindert ein
Steg 200, dass der Druckschalter PS1 zu dem Kanal 170 ablässt.
Stattdessen befördert der Kanal 110 unter Druck stehendes Fluid durch
Öffnungen 172 zu dem Druckschalter PS1. Die Erfassung einer Zustandsänderung
oder das Ausbleiben einer Änderung des Abgleichventils 78 erfolgt
durch eine eigenständige Erfassung durch den Druckschalter PS3. Wenn sich das
Abgleichventil 78 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet,
befördert der Kanal 110 unter Druck stehendes Fluid zu dem Druckschalter
PS1. Wenn sich das Abgleichventil 78 in eine mittels Druck eingenommene
Stellung verstellt, blockiert ein Steg 202 den Kanal 110, wodurch
zugelassen wird, dass der Druckschalter PS3 über einen Kanal 205 ablässt.
Die Erfassung einer Zustandsänderung oder das Ausbleiben einer
Änderung des Logikventils 146 und der Abgleichventile 76
und 74 erfolgt durch Multiplexen der Druckschalter PS2 und PS4. Um dies
zu erreichen, ist der Kanal 166 in Fluidverbindung mit den Abgleichventilen
74 und 76 und dem Logikventil 146 angeordnet. Außerdem
ist der Kanal 144 in Fluidverbindung mit den Abgleichventilen
74 und 76 und dem Logikventil 146 angeordnet. Die Kanäle
166 und 144 werden auf der Stellung des Logikventils
146 basierend wahlweise mit Druck beaufschlagt. Wenn sich das Logikventil
146 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, wird der Kanal
166 über Öffnungen 168 durch Fluid von dem Kanal
110 mit Druck beaufschlagt. Wenn sich andererseits das Logikventil
146 in der mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, lässt der
Kanal 164 in dem Logikventil 146 das Fluid in dem Kanal
166 ab. Wenn dem Solenoidventil 126 Energie zugeführt wird,
verstellt sich das Logikventil 146 in eine mittels Druck eingenommene Stellung,
wobei der Kanal 144 mit Druck beaufschlagt wird. Wenn dem Solenoidventil
andererseits die Energiezufuhr gesperrt wird, verstellt sich das Logikventil
146 in eine mittels Feder eingenommene Stellung, wobei sich der Kanal
144 entleert.
Die gemultiplexte Druckschalteranordnung sorgt für eine Umkehr
der Druckbeaufschlagungszustände zwischen dem Kanal 166 und dem Kanal
144. Wenn sich beispielsweise das Logikventil 146 in der mittels
Druck eingenommenen Stellung befindet, wird der Kanal 144 mit Druck beaufschlagt,
während sich der Kanal 166 entleert. Wenn sich andererseits das Logikventil
146 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, wird der Kanal
166 mit Druck beaufschlagt, während sich der Kanal 144 entleert.
Dieses Ereignis wird durch eine Änderung des logischen Zustands beider Druckschalter
PS2 und PS4 ungeachtet der Stellung ihrer entsprechenden Abgleichventile
76 und 74 angegeben.
Das Boost-Ventil 138 arbeitet bei der vorliegenden Erfindung
als Multiplex-Ventil. Das Solenoidventil 120 beaufschlagt wahlweise den
Kanal 147, der mit dem Boost-Ventil 138 in Fluidverbindung steht,
mit Druck. Das Boost-Ventil dient dazu, das unter Druck stehendes Fluid wahlweise
entweder zu einem Kanal 204 oder zu einem Kanal 206 zu leiten.
Der Kanal 204 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid zu einer Federtasche
208 des ETRS-Ventils 66 zu befördern. Der Kanal
206 dient dazu, unter Druck stehendes Fluid zum Vorbelasten des Klauenkupplungs-Schaltventils
68 in eine mittels Druck eingenommene Stellung zu befördern. Wenn
sich das Boost-Ventil 138 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet,
leitet es unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal 147 in den Kanal
204 und ermöglicht damit eine Steuerung des ETRS-Ventils
66. Wenn sich das Boost-Ventil 138 in der mittels Druck eingenommenen
Stellung befindet, leitet es unter Druck stehendes Fluid in dem Kanal
147 in den Kanal 206 und ermöglicht damit eine Steuerung
des Klauenkupplungs-Schaltventils 68.
Wenn ein Parkzustand, wie er in den 2a
und 2b gezeigt ist, befohlen wird, beaufschlagt das
Solenoidventil 120 den Kanal 204 über den Kanal
147 mit Druck, wodurch die Federtasche 208 des ETRS-Ventils
66 mit Druck beaufschlagt wird. Das unter Druck stehende Fluid in der Federtasche
208 entriegelt das ETRS-Ventil und verstellt es in die mittels Feder eingenommene
Stellung, wie in 2a gezeigt ist. Wenn sich das ETRS-Ventil
66 in der mittels Feder eingenommenen Stellung befindet, wird der Fluss
von unter Druck stehendem Fluid in dem Hauptkanal 54 zu dem Kanal
82 durch den Steg 92 blockiert. Der Kanal 82 entleert
sich durch den Kanal 64, wodurch zugelassen wird, dass die Feder
84 den Kolben 86 des Stellglieds 80 vorbelastet. Wenn
sich das Stellglied 80 in der federbelasteten Stellung befindet, ist der
Parkklinkenmechanismus 88 eingerückt.
Wenn ein Ausrücken des Parkklinkenmechanismus 88 gewünscht
wird, wird der Fluiddruck in dem Kanal 204 über ein Solenoidventil
120 abgelassen. Das ETRS-Ventil kann dann auf eine von zwei Möglichkeiten
in die mittels Druck eingenommene Stellung versetzt werden. Das Abgleichventil
74 kann wahlweise das ETRS-Ventil 66 in eine mittels Druck eingenommene
Stellung vorbelasten, indem es den Kanal 151 über den Kanal
150 mit Druck beaufschlagt. Das Abgleichventil 74 muss sich in
der Abgleichstellung oder mittels Druck eingenommenen Stellung befinden, um das
ETRS-Ventil 66 zu steuern. Außerdem kann das Solenoidventil
124 den Kanal 142 wahlweise mit Druck beaufschlagen, wodurch
veranlasst wird, dass unter Druck stehendes Fluid auf die an dem Steg
141 gebildete Differenzfläche einwirkt. Sobald der Druck in dem Kanal
151 und/oder dem Kanal 142 eine Größe besitzt, der die
Federvorbelastung des ETRS-Ventils 66 überwindet, bewegt sich dieses
in eine mittels Druck eingenommene Stellung, wie in 3a
gezeigt ist. Das ETRS-Ventil 66 bleibt durch das unter Druck stehende Fluid
in dem Hauptkanal 54 in der mittels Druck eingenommenen Stellung verriegelt,
bis es durch Erhöhen des Drucks in der Federtasche 208 über den
Kanal 204 entriegelt wird. Das unter Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal
54 beaufschlagt den Kanal 82 mit Druck, wodurch der Kolben
86 des Stellglieds 80 entgegen der Kraft der Feder 84
vorbelastet wird. Wenn sich das Stellglied 80 in der mittels Druck eingenommenen
Stellung befindet, wie in 3a gezeigt ist, rückt
der Parkklinkenmechanismus 88 aus.
Das in den 2a bis 3b
gezeigte elektrohydraulische Steuersystem 28 ermöglicht zwei Rückwärtsbetriebsarten.
Die Parallel-Rückwärtsbetriebsart verwendet den Drehmomentübertragungsmechanismus
C1 und die Einheiten 30 und 32 für elektrische Leistung,
um die Bewegung des Fahrzeugs auszuführen. Eine Reihen-Rückwärtsbetriebsart
verwendet die Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C4, um die Bewegung
des Fahrzeugs auszuführen. Die Reihen-Rückwärtsbetriebsart erfordert,
dass die Klauenkupplung 108 ausgerückt ist. Die Klauenkupplung
108 der vorliegenden Erfindung ist eine solche, die durch Feder eingerückt
wird; daher bewirkt das wahlweise Beaufschlagen der Klauenkupplung 108
mit Fluid eine Ausrücken. In allen Betriebsarten außer der Reihen-Rückwärtsbetriebsart
bleibt die Klauenkupplung 108 eingerückt.
Die 3a und 3b
zeigen das elektrohydraulische Steuersystem 28 in der Reihen-Rückwärtsbetriebsart.
In dieser Betriebsart ist das Boost-Ventil 138 in die mittels Druck eingenommene
Stellung versetzt, wodurch das Solenoidventil 120 wahlweise den Kanal
206 mit Druck beaufschlagen kann. Der Fluiddruck in dem Kanal
206 dient dazu, das Klauenkupplungs-Schaltventil 68 in eine mittels
Druck eingenommene Stellung vorzubelasten. Wenn sich das Klauenkupplungs-Schaltventil
68 in einer mittels Druck eingenommenen Stellung befindet, wird das unter
Druck stehende Fluid in dem Hauptkanal 54 zu der Klauenkupplung
108 befördert, um ein Ausrücken herbeizuführen. Außerdem
wird unter Druck stehendes Fluid zu dem Kanal 190 befördert, um den
Fluidfluss zum Kühlen des Motors/Generators A 30 und des Motors/Generators
B 32 zu verstärken. Wenn das Klauenkupplungs-Schaltventil
68 in eine mittels Feder eingenommene Stellung zurückkehrt, indem
der Kanal 206 entleert wird, entleert sich das unter Druck stehende Fluid
in der Klauenkupplung 108, womit diese einrückt. Der Kanal
206 kann durch das Solenoidventil 120 (wenn das Boost-Ventil
138 in der mittels Druck eingenommenen Stellung verbleibt) oder durch Versetzen
des Boost-Ventils 138 in die mittels Feder eingenommene Stellung entleert
werden.
Das Boost-Ventil 138 wird für die elektrisch verstellbare
Low-mode-Betriebsart sowie die Betriebsarten für Kraftübertragung im ersten
und im zweiten Vorwärtsbereich in die mittels Druck eingenommene Stellung versetzt.
Daher dient das Solenoidventil zum Steuern des Klauenkupplungs-Schaltventils
68. Für die Betriebsart für dritten Vorwärtsbereich, die
Betriebsart für vierten Vorwärtsbereich und die elektrisch verstellbare
Highmode-Betriebsart befindet sich das Boost-Ventil 138 in der mittels
Feder eingenommenen Stellung und ermöglicht damit dem Solenoidventil
120, das ETRS-Ventil 66 zu steuern. Jedoch wird in sämtlichen
der oben erwähnten Betriebsarten das Solenoidventil 120 abgeschaltet.
In den 4 und 5
ist nun das Park-by-Wire-Untersystem 81 schematisch in größerem
Detail gezeigt. Das Park-by-Wire-Untersystem 81 umfasst einen Hebel
210, der an einer Welle 212 drehbar angebracht ist. Der Hebel
210 weist ein erstes Ende 214 mit einer daran angebrachten Stellgliedstange
216 und ein zweites Ende 218 mit einem daran angebrachten Verbindungsglied
220 auf. Die Stellgliedstange 216 dient dazu, wahlweise den Parkklinkenmechanismus
88 einzurücken. Der Parkklinkenmechanismus 88 umfasst einen
Parkklinkenarm 222 und ein Zahnrad 224. Das Zahnrad
224 ist typischerweise an der Abtriebswelle 20 aus 1
angebracht oder einteilig mit dieser ausgebildet. Der Parkklinkenmechanismus
88 ist in einer Parkbetriebsart oder einem Parkzustand, wenn der Parkklinkenarm
222 mit dem Zahnrad 224 in Eingriff ist, wie in 4
gezeigt ist, und in einer Nichtparkbetriebsart oder einem Nichtparkzustand, wenn
der Parkklinkenarm 222 aus dem Eingriff mit dem Zahnrad 224 gelöst
ist, wie in 5 gezeigt ist.
Das Stellglied 80 dient dazu, in Reaktion auf Befehlssignale
von einer Befehlsquelle 226 wie etwa dem ETRS-Ventil 66 aus den
2a und 3a den Hebel
210 über das Verbindungsglied 220 vorzubelasten. Das Einrastsolenoid
93 dient dazu, die Position des Hebels 210 aufrechtzuerhalten,
um so den Parkklinkenmechanismus 88 bei Ausbleiben von Befehlssignalen
von der Befehlsquelle 226 in der Nichtparkposition zu halten. Ein erster
und ein zweiter Halleffektschalter 228 bzw. 230 wirken mit dem
Hebel 210 zusammen, um die Drehposition des Hebels 210 zu signalisieren.
In dem Stellglied 80 ist eine Feder 84 vorgesehen, die dazu dient,
das Verbindungsglied 220 bei Ausbleiben eines Befehlssignals von der Befehlsquelle
226 vorzubelasten. Zum Überwachen von Befehlssignalen von der Befehlsquelle
226 an das Stellglied 80 ist ein Schalter 234 vorgesehen,
während zum Überwachen der Ausführung durch das Stellglied
80 ein Sensor 236 vorgesehen ist.
Wenn das Park-by-Wire-Untersystem 81 in dem Parkzustand ist,
wie in 4 gezeigt ist, werden durch die Befehlsquelle
226 keine Befehlssignale geliefert, so dass die Feder 84 das Verbindungsglied
220 nach links vorbelastet, wie in 4 gezeigt,
so dass der Hebel 210 im Uhrzeigersinn vorbelastet wird. Als ein Ergebnis
zwingt der Hebel 210 die Stellgliedstange 216 nach rechts, um
den Parkklinkenarm 222 in Eingriff mit dem Zahnrad 224 vorzubelasten,
um auf diese Weise den Parkklinkenmechanismus 88in den Parkzustand zu bringen.
Der erste und der zweite Halleffektschalter 228 und 230 signalisieren,
dass sich der Hebel 210 in der Parkposition befindet.
Wenn das Park-by-Wire-Untersystem 81 in dem Nichtparkzustand
ist, wie in 5 gezeigt ist, werden durch die Befehlsquelle
226 Befehlssignale geliefert, damit das Stellglied 80 das Verbindungsglied
220 nach rechts vorbelastet, wie in 5 gezeigt,
und somit der Hebel 210 im Uhrzeigersinn vorbelastet wird. Im Ergebnis
belastet der Hebel 210 die Stellgliedstange 216 nach links vor,
um zuzulassen, dass der Parkklinkenarm 222 das Zahnrad 224 freigibt,
wodurch der Parkklinkenmechanismus 88 in den Nichtparkzustand versetzt
wird. Der erste und der zweite Halleffektschalter 228 und 230
signalisieren, dass sich der Hebel 210 in der Nichtparkposition befindet.
Wenn das Park-by-Wire-Untersystem 81 in dem Nichtparkzustand ist, kann
das Einrastsolenoid 93 in einen Eingriff gelangen, um den Parkklinkenmechanismus
88 in dem Nichtparkzustand zu halten. In Verbindung mit der Feder
84 und anstelle von dieser kann eine Torsionsfeder 238 vorgesehen
sein, um so den Hebel 210 bei Ausbleiben eines Steuersignals von der Befehlsquelle
226 in die Parkposition vorzubelasten.
In den 6 und 7
ist eine alternative Ausführungsform des Park-by-Wire-Untersystems
81 nach den 4 und 5
gezeigt und allgemein bei 81A angegeben. Das Park-by-Wire-Untersystem
81A gleicht in der Arbeitsweise und der Konstruktion dem Park-by-Wire-Untersystem
81. Jedoch umfasst das Park-by-Wire-Untersystem 81A ein Stellglied
80A, das dazu dient, das Verbindungsglied 220 nach links bei Betrachtung
von 6 vorzubelasten, um eine Drehung des Hebels
210 im Uhrzeigersinn zu bewirken. Dadurch wird die Stellgliedstange
216 nach rechts in einen Eingriff mit dem Parkklinkenarm 220 vorbelastet,
um den Parkklinkenmechanismus 88 in den Parkzustand zu versetzen. Andererseits
belastet das Stellglied 80A das Verbindungsglied 220 in Reaktion
auf Befehlssignale, die von der Befehlsquelle 226 geliefert werden, nach
rechts bei Betrachtung von 7 vor, um so den Hebel
210 entgegen dem Uhrzeigersinn vorzubelasten. Im Ergebnis belastet der
Hebel 210 die Stellgliedstange 216 nach links vor, um zuzulassen,
dass der Parkklinkenarm 222 das Zahnrad 224 freigibt, wodurch
der Parkklinkenmechanismus 88 in den Nichtparkzustand versetzt wird. Der
Hebel 210 kann insofern als "Totganghebel" bezeichnet werden, als er ungeachtet
der durch das Stellglied 80 oder 80A ausgeübten Kraft durch
eine äußere Kraft manuell in die Nichtparkposition gedreht werden kann,
um dadurch zuzulassen, dass sich das Verbindungsglied translatorisch in Bezug auf
den Hebel 210 bewegt.
In 8 ist nun eine schematische graphische
Darstellung eines Steuersystems 240 gezeigt, das ausgestaltet ist, um das
Park-by-Wire-Untersystem 81 nach den 4 und
5 und das Park-by-Wire-Untersystem 81A nach
den 6 und 7 zu steuern.
Das Steuersystem 240 umfasst eine erste Steuereinheit 242 und
eine zweite Steuereinheit 244. Die erste und die zweite Steuereinheit
242 und 244 können jeweils in der Steuereinheit
34 von 1 aufgenommen oder getrennt vorhanden
sein. Die erste und die zweite Steuereinheit 242 und 244 kommunizieren
miteinander über eine Leitung 246. Die zweite Steuereinheit
244 ist zugunsten von Steuerungs-, Überwachungs- und Diagnoseredundanzen
in das Steuersystem 240 aufgenommen. Die erste und die zweite Steuereinheit
242 und 244 wirken beim Versehen von Steuerungs-, Überwachungs-
und Diagnosefunktionen für das Park-by-Wire-Untersystem 81 oder
81A zusammen. Die erste Steuereinheit 242 empfängt über
eine Leitung 248 Signale von dem ersten Halleffektschalter 228,
um die Position des Hebels 210 zu überwachen. Außerdem empfängt
die erste Steuereinheit 242 über eine Leitung 250 Signale
von dem Schalter 234, um die Befehlssignale, die an das in den
4 bis 5 bzw.
6 bis 7 gezeigte Stellglied
80 oder 80A geliefert werden, zu überwachen. Die erste Steuereinheit
242 dient dazu, über eine Leitung 252 die Befehlsquelle
226 zu steuern. Als solches liefert der Schalter 234 ein Rückkopplungssignal
über die Leitung 250 zu der ersten Steuereinheit 242.
Die zweite Steuereinheit 244 empfangt über eine Leitung
254 Signale von dem zweiten Halleffektschalter 230, um die Position
des Hebels 210 zu überwachen. Außerdem liefert der Sensor
236 über eine Leitung 256 Signale zu der zweiten Steuereinheit
244, so dass die Betätigung des Stellglieds 80 oder
80A überwacht werden kann. Die zweite Steuereinheit 244 dient
dazu, über eine Leitung 258 Befehlssignale zu liefern, um den Betrieb
des Einrastsolenoids 93 zu steuern.
Obwohl sich die obige Besprechung auf ein Stellglied 80 und
80A, das hydraulisch betätigt wird (d. h. ein hydraulischer Stellantrieb
ist), konzentrierte, kann ein elektrisch betätigtes Stellglied wie etwa ein
Motor verwendet und dabei im Umfang dessen, was beansprucht wird, geblieben werden.
In einem solchen Falle würden eine Stromüberwachungsvorrichtung
als Schalter 234 und eine Verschiebungsüberwachungsvorrichtung als
Sensor 236 verwendet werden. Ferner kann das Stellglied 80 oder
80A ein Zweiweg-Stellglied oder dual wirkendes Stellglied sein, das dazu
dient, den Hebel sowohl in die Parkposition als auch aus der Parkposition heraus
vorzubelasten, wodurch sich die Feder 84 und/oder die Torsionsfeder
238 erübrigen.
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, erkennen jene, die mit dem Fachgebiet, auf das sich diese
Erfindung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen
zum Praktizieren der Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche.