Die Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung zur Betätigung einer Parksperre und zur Durchführung mindestens einer weiteren Fahrzeugfunktion bei einem Kraftfahrzeug, mit einer Hydraulikeinheit, die eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe und/oder Ventile aufweist.

Eine Aktuatorvorrichtung (oder Aktorvorrichtung) ist ein Gerät, das elektrische Signale in physikalische Größen, wie zum Beispiel mechanische Bewegung, umsetzt.

Im vorliegenden Fall erfolgt diese Umsetzung mittels der elektromotorisch angetriebe- nen Hydraulikpumpe der Hydraulikeinheit. Diese erzeugt entsprechende Drücke bzw. Volumenströme an Hydraulikanschlüssen der Hydraulikeinheit. Derartige Aktuatorvor- richtungen sind auch als EPAs (Electric pump actuators) bekannt und werden zur hyd- raulischen Ansteuerung von Antriebsstrang-Komponenten von Kraftfahrzeug- Antriebssträngen, wie Reibkupplungen, Getrieben, Parksperren, etc. genutzt. Die Durchführung der weiteren Fahrzeugfunktion kann beispielsweise eine Betätigung ei- ner weiteren Kraftfahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs oder ein Schmie- ren/Temperieren mindestens einer Kraftfahrzeug- Komponente mittels von der Hyd- raulikpumpe gepumpter Hydraulikflüssigkeit sein.

Die Druckschrift DE 10 2015 211 305 B3 zeigt eine Parksperren-Kupplungs- Kombination mit derartigen Aktuatorvorrichtungen, Reibungskupplungen und einem Parksperrensystem. Dabei sind die Reibungskupplungen und das Parksperrensystem über Hydraulikleitungen mit den Aktuatorvorrichtungen verbunden. Jede der Aktuator- vorrichtungen weist eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe sowie einen Satz Magnetventile auf. Das Parksperrensystem weist einen Betätigungszylinder zur Betätigung einer Parksperrenmechanik auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben, durch die Bauraum eingespart wird. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhän- gigen Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran- sprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfin- dung darstellen können.

Bei der erfindungsgemäßen Aktuatorvorrichtung zur Betätigung einer Parksperre und zur Durchführung mindestens einer weiteren Fahrzeugfunktion bei einem Kraftfahr- zeug, welche eine Hydraulikeinheit umfasst, die ihrerseits eine elektromotorisch ange- triebene Hydraulikpumpe und/oder Ventile aufweist, ist vorgesehen, dass die Aktua- torvorrichtung weiterhin einen mit der Hydraulikeinheit fest verbundenen Betätigungs- zylinder zur mechanischen Betätigung einer Parksperrenmechanik der Parksperre aufweist.

Bei einigen Kraftfahrzeugen ist im Bereich der Parksperrenmechanik nicht nur genug Platz für den Betätigungszylinder sondern auch für die Einheiten einer derartigen Ak- tuatorvorrichtung. In diesem Fall kann Bauraum effektiver genutzt werden, indem der Betätigungszylinder in eine Aktuatorvorrichtung integriert wird, die an dieser Position im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs montiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Be- tätigungszylinder ein Zylindergehäuse aufweist, dass Bestandteil eines Gehäuses der Aktuatorvorrichtung ist.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Zylindergehäuse einstückig mit einem Gehäuse der Hydraulikeinheit verbunden ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Betäti- gungszylinder seinerseits einen Kolben und ein mittels des Kolbens bewegbares Betä- tigungselement zur Betätigung einer Parksperrenmechanik der Parksperre auf. Ein solcher Betätigungszylinder ist prinzipiell bekannt, jedoch nicht als integraler Bestand- teil einer Aktuatorvorrichtung mit einer Hydraulikeinheit, die ihrerseits eine elektromo- torisch angetriebene Hydraulikpumpe und/oder Ventile aufweist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Betäti- gungselement als Stößel ausgebildet ist, der an einem Kopfende des Betätigungszy- linders aus diesem herausragt. Bei Druckbeaufschlagung durch die Hydraulikeinheit schiebt der Kolben das Betätigungselement weiter aus dem Zylindergehäuse des Be- tätigungszylinders bis zu einer Endposition heraus. Spätestens bei Erreichen dieser Endposition betätigt der Betätigungszylinder die Parksperre über deren Parksperren- mechanik. Mit anderen Worten ist der Betätigungszylinder ein Druckzylinder.

Weiterhin ist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Betäti- gungszylinder eine Rückstellfeder zum Rückführen des vom Kolben bewegten Betäti- gungselement in eine Ruheposition aufweist. Die Rückstellfeder führt das Betäti- gungselement wieder weiter in das Zylindergehäuse des Betätigungszylinders zurück.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Betä- tigungszylinder eine elektromagnetische Halteeinrichtung zum Halten des Betäti- gungselement in einer die Parksperre nicht sperrend haltenden, also offen haltenden, Position auf. Diese Position ist in der Regel die bereits erwähnte Endposition. Die Hal- teeinrichtung ist bevorzugt als einfacher Elektromagnet ausgebildet. Der Kolben bildet dabei insbesondere einen Anker dieses Elektromagnets.

Die Durchführung der mindestens einer weiteren Fahrzeugfunktion ist insbesondere

(a) eine hydraulische Betätigung mindestens einer weiteren Kraftfahrzeug- Kompo- nente und/oder

(b) ein Schmieren und/oder Temperieren mindestens einer Kraftfahrzeug-Komponente mittels von der Hydraulikpumpe gepumpter Hydraulikflüssigkeit.

Die entsprechende Kraftfahrzeug-Komponente ist insbesondere eine Antriebsstrang- Komponente eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hydraulikeinheit mindestens einen Hydraulikanschluss zur Durchführung der mindes- tens einer weiteren Fahrzeugfunktion, insbesondere der hydraulischen Betätigung der mindestens einen weiteren Kraftfahrzeug-Komponente aufweist. Derartige Hydrau- likanschlüsse sind auch bei den geläufigen Aktuatorvorrichtungen zur Betätigung von Antriebsstrang-Komponenten eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs bekannt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aktua- torvorrichtung eine Steuereinheit zur Steuerung der Aktuatorvorrichtung aufweist.

Über diese Steuereinheit können die Hydraulikpumpe und die Ventile sowie optional auch Komponenten des Betätigungszylinders (wie beispielsweise die elektromagneti- sche Halteeinrichtung) angesteuert werden.

Prinzipiell kann die Aktuatorvorrichtung jedwede Art von äußeren elektrischen Kontak- ten aufweisen. Mit Vorteil ist jedoch vorgesehen, dass die Steuereinheit einen Zent- ralstecker als zentrale Schnittstelle zur Ansteuerung der Aktuatorvorrichtung aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Aktuatorvorrichtung mit einem Betätigungszylinder gemäß einer

bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie eine über den Betätigungs- zylinder betätigbare Parksperrenmechanik,

Fig. 2: die Aktuatorvorrichtung aus einer anderen Perspektive,

Fig. 3 die Aktuatorvorrichtung in einer ersten Schnittdarstellung und

Fig. 4 die Aktuatorvorrichtung in einer zweiten Schnittdarstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Aktuatorvorrichtung 10 zur Betätigung von Antriebsstrang- Komponente eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Diese Aktuatorvorrichtung 10 wird im Folgenden oftmals auch als EPA (Electric pump actuator) bezeichnet. Die Aktua- torvorrichtung 10 weist eine Hydraulikeinheit 12 und einen mit der Hydraulikeinheit 12 auf einer Seite fest verbundenen Betätigungszylinder 14 zur mechanischen Betäti- gung einer Parksperrenmechanik 16 einer Parksperre 18 auf. Diese Parksperre 18 ist eine der Antriebsstrang-Komponenten des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Die Aktua- torvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 20 auf. Teil dieses Gehäuse 20 ist ein Zylinder- gehäuse 22 des Betätigungszylinders 14. Der Betätigungszylinder 14 erstreckt sich in Richtung der Parksperrenmechanik 16 und schließt dort an seinem offenen Ende mit einem Deckel 24 ab, über den das Zylindergehäuse 22 abgeschlossen ist. Der Deckel 24 weist eine Öffnung auf, durch die sich ein als Stößel 26 ausgebildetes Betäti- gungselement 28 aus dem Inneren des Betätigungszylinders 14 heraus in Richtung der Parksperrenmechanik 16 erstreckt. Der Stößel 26 wird oftmals auch als Kolben- stange bezeichnet. Der Betätigungszylinder 14 ist hier als Druckzylinder ausgebildet. Mittels der Aktuatorvorrichtung 10 kann die Parksperre 18 mechanisch und zumindest eine weitere Antriebsstrang-Komponente, beispielsweise eine Reibungskupplung, hydraulisch betätigt werden.

Auf den Aufbau und Details der Funktion der hier gezeigten Parksperrenmechanik 16 soll nicht weiter eingegangen werden, da der Fokus dieser Patentanmeldung nicht auf der Parksperre 18, sondern auf der Aktuatorvorrichtung 10 mit ihrer zusätzlichen me chanischen Funktion liegt.

Details zur Hydraulikeinheit 12 sind in der Fig. 1 nicht erkennbar, da es sich um eine Außenansicht der Aktuatorvorrichtung 10 handelt. Dennoch gibt die Form des Gehäu- ses 20 Flinweise auf einige der vom Gehäuse 20 eingehausten Komponenten. Im Ge- häuseteil des Gehäuses 20, der die Hydraulikeinheit 12 einhaust, ist ein Pumpendom 30 erkennbar, unter dem sich eine (selbst nicht dargestellte) elektromotorisch ange- triebene Hydraulikpumpe befindet.

Ganz allgemein ist unter einem Aktuator (oder Aktor) ein Gerät zu verstehen, das elektrische Signale in mechanische Bewegung oder andere physikalische (Steuer-) Größen umsetzt. Dies geschieht hier über die elektromotorisch angetriebene Hydrau- likpumpe. Die hier gezeigte Aktuatorvorrichtung 10 wird daher auch als EPA bezeich- net und dient als solche zur hydraulischen Ansteuerung von zumindest einer Antriebs- strang-Kom ponente.

Die Fig. 2 zeigt die Aktuatorvorrichtung 10 aus einer anderen Perspektive, nämlich von der dem Betätigungszylinder 14 abgewandten Seite der Aktorvorrichtung 10. Dort befindet sich eine weitere Einheit der Aktuatorvorrichtung 10 mit einem (Zentral- )Stecker 32, nämlich die Steuereinheit 34 der Aktuatorvorrichtung 10. Die Steuerein- heit 34 ist hier geöffnet dargestellt und gibt den Blick frei auf eine Steuerungsplatine 36 der Steuereinheit 34. Auf der Platine 36 ist die Steuerungselektronik der Steuer- einheit 34 verschaltet. Über diese Steuereinheit 34 werden die wesentlichen Kompo- nenten der Aktuatorvorrichtung 10 elektrisch/elektronisch angesteuert. Die elektri- sche/elektronische Schnittstelle nach außen ist dabei der (Zentral-)Stecker 32.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Schnittdarstellungen durch einen solchen Teil der Aktua- torvorrichtung 10 der den Betätigungszylinder 14 einschließt. Bei beiden Figuren ist gut erkennbar, dass das Zylindergehäuse 22 Teil des Gehäuses 20 des EPAs, also der Aktuatorvorrichtung 10 ist. Weiterhin sind (Magnet-)Ventile 38 der Hydraulikeinheit 12 erkennbar, über die die entsprechenden Flydraulik-Kanäle zur Ansteuerung der An- triebsstrang-Komponenten freigeschaltet oder gesperrt werden.

Die Fig. 3 zeigt den Aufbau des Betätigungszylinders 14 im Detail. Dieser ist ein Hyd- raulikzylinder, genauer gesagt ein einfachwirkender Hydraulikzylinder. Im Innenraum 40 des Zylinders 14 befindet sich ein Kolben 42, der einen vorderen Teil des Stößels 26 bei entsprechender Druckbeaufschlagung gegen die rücktreibende Kraft einer (als Druckfeder ausgestalteten) Rückstellfeder 44 weiter aus dem offenen Ende des Betä- tigungszylinders 14 heraustreibt. Die Steuerung des Kolbens 42 erfolgt über den Druckaufbau durch die Hydraulikpumpe und die Schaltstellung der Ventile 38. Der Kolben 42 selbst ist aus ferromagnetischem Material gefertigt. Im Innenraum 40 des Zylinders 14 befindet sich weiterhin eine elektromagnetische Halteeinrichtung 46 zum Halten des Kolbens 42 in der vorgerückten Stellung, bei der der Stößel 26 weit aus dem Zylindergehäuse herausragt und die Parksperre 18 bzw. deren Parksperrenme- chanik 16 betätigt. Die elektromagnetische Halteeinrichtung 46 ist als einfacher Hal- temagnet ausgestaltet.

Die Fig. 4 zeigt insbesondere die Maßnahmen zur elektrischen Kontaktierung der elektromagnetischen Halteeinrichtung 46. Diese erfolgt über einen sogenannten Lead- Frame 48. Im Folgenden sollen Ausgestaltungen der Erfindung und deren Vorteile noch einmal mit anderen Worten beschrieben werden:

Der EPA 10 weist als zentrale Komponenten die Hydraulikeinheit 12 mit elektromoto- risch angetriebener Hydraulikpumpe sowie zusätzlich (Steuer-)Ventilen 38 zur Ver- schaltung der verschiedenen "Verbraucher" sowie die zentrale Steuerungselektronik der Steuereinheit 34 in einem gemeinsamen Gehäuse 20 auf. Dieser EPA 10 wird in der Basisversion mit z.B. zwei "Verbrauchern" (für z.B. Kühlölumlauf und Kupplungs- betätigung) um den Betätigungszylinder 14 so erweitert, dass dessen Zylindergehäu- se 22 im Gehäuse 20 des EPAs integriert ist. Der Betätigungszylinder 14 weist einen linear verschiebbaren Betätigungskolben 42 auf. Über die als Magnetventile ausgebil- deten Ventile 38 kann dieser Kolben 42 gegen die Last der (geschlossenen) Parksper- renmechanik 16 durch den von der Pumpe erzeugten Hydraulikdruck verschoben werden (wodurch die Parksperre 18 geöffnet wird).

Die im Zylinder 14 angeordnete elektromagnetische Halteeinrichtung 46 kann den Kolben 42 in der betätigten Stellung fixieren und diese Position auch drucklos halten. Die Stromversorgung der elektromagnetischen Halteeinrichtung 46 erfolgt über im (vorzugsweise Kunststoff-) Gehäuse integrierte Lead-Frames 48, welche beim Zu- sammenbau des Aktuators 10 an die Steuerungsplatine 36 in Montagerichtung ange- schlossen werden. Somit entfallen sowohl Verbindungskabel sowie -Stecker und auch eine sonst erforderliche separate Steuerungsplatine für die Ansteuerung der Ventile 38 bzw. der elektromagnetischen Halteeinrichtung 46.

Mit anderen Worten wird das bekannte EPA-Konzept mit elektromechanischer Hyd- raulikpumpe, Ventil(en) 38 und Steuerungselektronik hier um ein Magnetventil und ei- nen als Druckzylinder ausgestalteten Betätigungszylinder 14 erweitert, der in das EPA-Gehäuse 20 integriert ist. Der EPA 10 weist zur Parksperrenbetätigung eine me chanische Schnittstelle, nämlich den (auch Kolbenstange genannten) Stößel 26 des Druckzylinders auf. Die Stromversorgung und Ansteuerung aller Bauteile ist im Ge- häuse 20 untergebracht, es entfallen Verbindungskabel und -Stecker und eine separa- te Steuerungsplatine für die Ansteuerung des Ventils 38 bzw. der elektromagneti- schen Halterung. Es wird eine Wire-Frame-Kontaktierung 48 verwendet. Der EPA 10 bietet eine hohe Bauteilintegration ohne körperliche Trennung und ein Gehäuse 20 für alle Funktionen. Der EPA 10 muss in der Nähe der mechanischen Parksperre 18 an- geordnet sein, alle weiteren Funktionen wie Kühlölversorgung, Kupplungs- und Gang- betätigung sind mittels frei verlegbarer Flydraulikleitungen (nicht gezeigt) zu erreichen.

Bezuqszeichenliste Aktuatorvorrichtung

Hydraulikeinheit

Betätigungszylinder

Parksperrenmechanik

Parksperre

Gehäuse

Zylindergehäuse

Deckel

Stößel

Betätigungselement

Pumpendom

(Zentral-)Stecker

Steuereinheit

Steuerungsplatine

Ventile

Innenraum

Kolben

Rückstellfeder

elektromagnetische Halteeinrichtung

Lead-Frame