-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Gangschaltmechanismen
für Automatikgetriebe. Die Erfindung ist insbesondere zur Gangschaltung
bei Doppelkupplungs-Automatikgetrieben geeignet.
-
In
Doppelkupplungs-Automatikgetrieben ist es erforderlich, zu jedem
Zeitpunkt wenigstens einen geradzahligen Gang und wenigstens einen
ungeradzahligen Gang auszuwählen. Für eine maximale
Betriebsflexibilität ist es wünschenswert, dass
die Auswahl des ungeradzahligen Ganges und die Auswahl des geradzahligen
Ganges voneinander unabhängig sind. Typischerweise wird
dies erreicht, indem zwei unabhängige Gangschaltmechanismen
mit zwei Motoren bereitgestellt werden. Die Motoren und die zugehörige
Verschaltung liefern einen wesentlichen Beitrag zu den Kosten der
Schaltsysteme. Daher ist es wünschenswert, anstelle von
zwei Motoren nur einen Motor einzusetzen.
-
Ein
bekanntes Schaltsystem verwendet einen einzigen Motor, um eine einzelne
Trommel zu drehen, welche sowohl geradzahlige als auch ungeradzahlige
Zahnräder betätigt. Allerdings ermöglicht es
dieses System nicht, die geradzahligen und ungeradzahligen Gänge
voneinander unabhängig auszuwählen. Wenn beispielsweise
der sechste Gang eingelegt ist, sind die einzigen verfügbaren
ungeradzahligen Gänge der fünfte Gang und der
siebte Gang. Der dritte Gang kann nicht eingelegt werden, so dass ein
direktes Schalten aus dem sechsten Gang in den dritten Gang unmöglich
ist.
-
Gemäß der
Erfindung wird ein Planetengetriebesatz für den Multiplexbetrieb
eines einzigen Motors verwendet, so dass der Motor wechselweise an
eine von zwei unabhängigen Trommeln gekoppelt wird. Eine
Trommel betätigt die ungeradzahligen Gänge, und
die andere Trommel betätigt die geradzahligen Gänge.
Wenngleich zu ein- und demselben Zeitpunkt nur eine Trommel bewegt
werden kann, sind für jede Trommel sämtliche Positionen
unabhängig von der Position der anderen Trommel verfügbar.
-
Des
Weiteren macht sich die Erfindung die Beziehung zwischen dem Kupplungszustand
und dem Erfordernis zum Wechseln des Ganges zunutze, um zu ermitteln,
welche der beiden Trommeln durch den Motor angetrieben werden soll.
Insbesondere wird der ungeradzahlige Gang niemals während
der Fahrt in einen ungeradzahligen Gang geändert, und der
geradzahlige Gang wird niemals während der Fahrt in einen
geradzahligen Gang geändert. Daher treibt der Motor die
geradzahlige Trommel an, wann immer die ungeradzahlige Kupplung
eingerückt ist, und der Motor treibt die ungeradzahlige
Trommel an, wann immer die geradzahlige Kupplung eingerückt ist.
-
Durch
die Erfindung wird ein Gangschaltmechanismus mit den Merkmalen des
unabhängigen Patentanspruches 1 bereitgestellt. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen
zu entnehmen.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Gangschaltmechanismus
für ein Doppelkupplungsautomatikgetriebe, wobei das Doppelkupplungsautomatikgetriebe
aufweist: eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle, eine erste Zwischenwelle,
eine zweite Zwischenwelle, eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung,
welche die Eingangswelle an die erste Zwischenwelle bzw. die zweite
Zwischenwelle in Wirkverbindung lösbar ankuppelt, und einen
ersten Satz und einen zweiten Satz wählbarer Kraftübertragungspfade
von der ersten Zwischenwelle bzw. der zweiten Zwischenwelle zu der
Ausgangswelle, wobei der Gangschaltmechanismus aufweist: einen Motor,
eine erste Gangschaltwelle und eine zweite Gangschaltwelle, eine
Einrichtung zum Auswählen höchstens eines Kraft übertragungspfades
von dem ersten Satz von Kraftübertragungspfaden und wenigstens
eines Kraftübertragungspfades von dem zweiten Satz von
Kraftübertragungspfaden in Reaktion auf die Rotation der
ersten Gangschaltwelle bzw. der zweiten Gangschaltwelle und eine
Einrichtung zum lösbaren Koppeln des Motors in Wirkverbindung
wahlweise an die erste Gangschaltwelle oder die zweite Gangschaltwelle.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist die Einrichtung zum Auswählen
eines Kraftübertragungspfades von dem ersten Satz von Kraftübertragungspfaden
auf: eine erste Trommel, welche an der ersten Gangschaltwelle angebracht
ist und eine oder mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Nuten aufweist,
einen ersten Satz von Schaltgabeln, von denen jede ein Eingriffsglied
bzw. einen Folger aufweist, der in einer der Nuten in der ersten
Trommel derart angeordnet ist, dass die Gabel in Reaktion auf die
Rotation der ersten Trommel bewegt wird, und einen ersten Satz von
Kopplungselementen, welche Zahnräder und Wellen in Reaktion
auf eine Bewegung der ersten Schaltgabeln miteinander koppeln oder
entkoppeln.
-
Gemäß weiteren
einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Auswählen
eines Kraftübertragungspfades von dem zweiten Satz von
Kraftübertragungspfaden eine zweite Trommel, welche an der
zweiten Gangschaltwelle angebracht ist und eine oder mehrere in
Umfangsrichtung verlaufende Nuten aufweist, einen zweiten Satz von
Schaltgabeln, von denen jede ein Eingriffsglied bzw. einen Folger
aufweist, welches bzw. welcher in einer der Nuten in der zweiten
Trommel angeordnet ist, so dass die Gabel in Reaktion auf eine Rotation
der zweiten Trommel bewegt wird, und einen zweiten Satz von Kopplungselementen,
welche Zahnräder und Wellen in Reaktion auf eine Bewegung
der zweiten Schaltgabeln miteinander koppeln oder entkoppeln.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist der Gangschaltmechanismus
ferner eine epizyklische Zahnradanordnung mit einem ersten Element,
einem zweiten Element und einem dritten Element auf, welche derart
um eine gemeinsame Achse rotieren, dass die Drehzahl des zweiten
Elements auf einen Wert eingeschränkt ist, der einem gewichteten Mittelwert
der Drehzahlen des ersten Elements und des dritten Elements entspricht.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist die epizyklische Zahnradanordnung
ein Planetengetriebesatz mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad, einem
Planetenträger und einem Satz von Planetenrädern,
welche in Bezug auf den Planetenträger drehbar gelagert
sind und von denen jedes sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem
Hohlrad in Eingriff steht.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform sind der Motor, die erste Gangschaltwelle
und die zweite Gangschaltwelle jeweils in Wirkverbindung an ein
anderes Element von dem ersten Element, dem zweiten Element und
dem dritten Element gekoppelt.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist der Gangschaltmechanismus
ferner eine Vorrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf
ein Steuersignal wechselweise entweder die erste Gangschaltwelle
oder die zweite Gangschaltwelle gegen Rotation festzuhalten.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform wird die erste Gangschaltwelle
gegen eine Rotation festgehalten, wann immer die erste Kupplung
teilweise oder vollständig eingerückt ist, und
die zweite Gangschaltwelle wird gegen Rotation festgehalten, wann immer
die zweite Kupplung teilweise oder vollständig eingerückt
ist.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform werden die erste Kupplung bzw.
die zweite Kupplung an einem Einrücken gehindert, wann
immer die entsprechende Gangschaltwelle sich nicht in einer Position
von einem vorbestimmten Satz akzeptabler Positionen befindet.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Doppelkupplungsautomatikgetriebe
mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung, einem ersten
Satz wählbarer Kraftübertragungspfade, von denen
jeder die erste Kupp lung aufweist, einem zweiten Satz wählbarer
Kraftübertragungspfade, von denen jeder die zweite Kupplung
aufweist, einem Motor, einer ersten Gangschaltwelle und einer zweiten
Gangschaltwelle, einer Einrichtung zum Einrücken der Kopplungselemente
von einem Kraftübertragungspfad aus dem ersten Satz von
Kraftübertragungspfaden in Reaktion auf die Rotation der
ersten Gangschaltwelle, einer Einrichtung zum Einrücken der
Kopplungselemente von einem Kraftübertragungspfad von dem
zweiten Satz von Kraftübertragungspfaden in Reaktion auf
eine Rotation der zweiten Gangschaltwelle, und einem konfigurierbaren Mechanismus,
welcher den Motor wechselweise an die erste Gangschaltwelle oder
die zweite Gangschaltwelle in Wirkverbindung ankoppelt.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst der konfigurierbare Mechanismus
eine epizyklische Zahnradanordnung mit einem ersten Element, welches
in Wirkverbindung an die erste Gangschaltwelle gekoppelt ist, einem
zweiten Element, welches in Wirkverbindung an die zweite Gangschaltwelle
gekoppelt ist, und einem dritten Element, welches in Wirkverbindung
an den Motor gekoppelt ist, wobei die Drehzahl eines der drei Elemente
auf einen Wert eingeschränkt ist, welcher einem gewichteten
Mittelwert der Drehzahlen der anderen beiden Elemente entspricht.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist ferner eine Einrichtung vorgesehen,
welche dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf ein Steuersignal eine der
zwei Gangschaltwellen gegen Rotation festzuhalten.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform wird die erste Gangschaltwelle
gegen Rotation festgehalten, wann immer die erste Kupplung teilweise
oder vollständig eingerückt ist, und die zweite
Gangschaltwelle wird gegen Rotation festgehalten, wann immer die
zweite Kupplung teilweise oder vollständig eingerückt
ist.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Gangschaltmechanismus;
-
2 eine
Schnittansicht durch den Schnitt A-A in 1;
-
3 eine
Schnittansicht durch den Schnitt B-B in 1;
-
4 eine
Schnittansicht durch den Schnitt C-C in 1;
-
5 eine
Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Gangschaltmechanismus;
und
-
6 eine
schematische Darstellung eines typischen Doppelkupplungsgetriebes.
-
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Gangschaltsystem für
ein Doppelkupplungsgetriebe bereitgestellt. Vor einer detaillierten
Beschreibung des Schaltsystems werden der generelle Aufbau und der
Betrieb eines typischen Doppelkupplungsgetriebes beschrieben.
-
6 zeigt
den Aufbau eines typischen Doppelkupplungsgetriebes für
Hinterradantrieb. Doppelkupplungsgetriebe für Vorderradantrieb
haben einen ähnlichen Aufbau und Betrieb, wobei sich lediglich die
Ausgangswelle auf einer anderen Achse als die Eingangswelle befindet.
Vorliegend werden unter dem Begriff ”Getriebe” sowohl
Getriebe für den Hinterradantrieb als auch quermontierte
Getriebe verstanden. Eine Eingangswelle 100 wird durch
den Fahrzeugmotor angetrieben. Eine Ausgangswelle 102 treibt
die Fahrzeugräder an, vorzugsweise über ein Differential.
Eine Kupplung 110 kuppelt die Eingangswelle 100 an
eine Zwischenwelle 104 für ungeradzahligen Gang
an, wann immer die Kupplung eingerückt ist, und trennt
diese, wann immer die Kupplung ausgerückt ist. In ähnlicher
Weise kuppelt eine Kupplung 112 die Eingangswelle 100 an
eine Zwischenwelle 106 für geradzahligen Gang
an, wann immer die Kupplung eingerückt ist, und trennt
diese, wann immer die Kupplung ausgerückt ist. Die Zwischenwelle 106 für
geradzahligen Gang ist eine hohle Welle, welche konzentrisch zu
der Zwischenwelle 104 für ungeradzahligen Gang
angeordnet ist.
-
Zahnräder 126, 128, 130, 132, 134 und 136 stellen
mehrere unterschiedliche einstellbare Kraftübertragungspfade
zwischen der Zwischenwelle 104 für ungeradzahligen
Gang und einer Gegenwelle 108 bereit, wobei jeder ein anderes
Drehzahlverhältnis besitzt. Einer der Kraftübertragungspfade
wird ausgewählt, indem Synchronisatoren 150 und 152 in
geeignete Positionen gebracht werden. Zum Einlegen des ersten Ganges
wird der Synchronisator 150 nach links bewegt, um das Zahnrad 132 mit
der Gegenwelle 108 zu koppeln. Zum Einlegen des dritten
Ganges wird der Synchronisator 150 nach rechts bewegt,
um das Zahnrad 134 mit der Gegenwelle 108 zu koppeln. Zum
Einlegen des siebten Ganges wird der Synchronisator 152 nach
links bewegt, um das Zahnrad 130 an die Zwischenwelle 104 zu
koppeln. Die Zahnräder 142 und 144 stellen
einen kontinuierlich eingerückten Kraftübertragungspfad
von der Gegenwelle 108 zur Ausgangswelle 102 bereit.
Durch Bewegen des Synchronisators 152 nach rechts wird
der fünfte Gang eingelegt, welcher ein Direktantriebsgang
ist, wodurch die Zwischenwelle 104 an die Ausgangswelle 102 gekoppelt
wird. Wenn sich beide Synchronisatoren 150 und 152 in
der neutralen Position bzw. Leerlaufstellung befinden, wird keine
Kraft zwischen der Zwischenwelle 104 und der Ausgangswelle 102 übertragen,
und es wird keine Drehzahlbeziehung erzwungen.
-
Zahnräder 114, 116, 118, 120, 122 und 124 stellen
mehrere unterschiedlich wählbare Vorwärtsgang-Kraftübertragungspfade
zwischen der Zwischenwelle 106 für geradzahligen
Gang und der Gegenwelle 108 bereit, wobei jeder ein anderes
Drehzahlverhältnis besitzt. Zum Einlegen des zweiten Ganges
wird der Synchronisator 148 nach links bewegt, um das Zahnrad 124 an
die Gegenwelle 108 zu koppeln. Zum Einlegen des vierten
Ganges wird der Synchronisator 146 nach rechts bewegt,
um das Zahnrad 116 an die Zwischenwelle 106 zu
koppeln. Zum Einlegen des sechsten Ganges wird der Synchronisator 146 nach
links bewegt, um das Zahnrad 114 an die Zwischenwelle 106 zu
koppeln. Zahnräder 138, 140 und ein (nicht
gezeigtes) Zwischenzahnrad (”idler gear”) stellen
einen wählbaren Rückwärtsgang-Kraftübertragungspfad
von der Zwischenwelle 106 für geradzahligen Gang
zur Gegenwelle 108 bereit. Ein Bewegen des Synchronisators 148 nach rechts
führt zu einem Einlegen des Rückwärtsganges,
indem das Zahnrad 140 an die Gegenwelle 108 gekoppelt
wird. Wenn sich beide Synchronisatoren 146 und 148 in
der neutralen Position bzw. Leerlaufstellung befinden, wird keine
Kraft zwischen der Zwischenwelle 106 und der Ausgangswelle 102 übertragen,
und es wird keine Drehzahlbeziehung erzwungen.
-
Um
das Fahrzeug für einen Start vom Stillstand in eine Vorwärtsrichtung
vorzubereiten, wird, wie vorstehend beschrieben, der erste Gang
eingelegt, und beide Kupplungen werden auf Null-Drehmomentkapazität
eingestellt. In Reaktion auf eine Bewegung des Gaspedals wird die
Kupplung 110 schrittweise, d. h. nach und nach, eingerückt.
Ein Start in Rückwärtsrichtung erfolgt in ähnlicher
Weise, wobei lediglich der Rückwärtsgang ausgewählt
und die Kupplung 112 nach und nach eingerückt
wird.
-
Wann
immer sich das Fahrzeug in einem ungeradzahligen Gang fortbewegt,
ist die Kupplung 110 eingerückt, und Kraft wird über
einen der ungeradzahligen Kraftübertragungspfade an die
Ausgangswelle 102 übertragen. Die Kupplung 112 ist
ausgerückt, und es wird keine Kraft über einen
der geradzahligen Kraftübertragungspfade übertragen.
Um ein Schalten in einen geradzahligen Gang vorzubereiten, werden
die Synchronisatoren 146 und 148 so positioniert,
dass der gewünschte Gang wie vorstehend beschrieben ausgewählt
wird. Dann wird die Kupplung 112 nach und nach eingerückt,
während die Kupplung 110 nach und nach ausgerückt
wird, wobei Kraft an den Kraftübertragungspfad für
den geradzahligen Gang übertragen wird. In ähnlicher
Weise wird ein Umschalten aus einem geradzahligen Gang in einen
ungeradzahligen Gang erreicht, indem der ungeradzahlige Gang ausgewählt
wird, während sämtliche Kraft über einen
geradzahligen Kraftübertragungspfad übertragen
wird, und dann die Kupplung 110 nach und nach eingerückt
wird, während die Kupplung 112 nach und nach ausgerückt
wird.
-
Durch
die vorliegende Erfindung wird ein Mechanismus zum Einstellen der
Positionen der Synchronisatoren oder anderer Kopplungselemente zum Aktivieren
bzw. Einstellen der gewünschten Kraftübertragungspfade
bereitgestellt. 1 zeigt eine Seitenansicht einer
ersten Ausführungsform des Gangschaltmechanismus. 2 zeigt
eine Schnittansicht durch den Schnitt A-A aus 1.
Ein Planetengetriebesatz weist ein Sonnenrad 14, ein Hohlrad 16,
einen Planetenträger 18 und einen Satz von Planetenrädern 20 auf.
Die Planetenräder 20 sind so gelagert, dass sie über
den Planetenträger 18 rotiert werden und mit dem
Sonnenrad 14 und dem Hohlrad 16 in Eingriff stehen.
Das Sonnenrad 14 und die Planetenräder 20 weisen
jeweils 12 Außenzähne auf, und das Hohlrad 16 weist
36 Innenzähne auf. Ein Gangschaltmotor 10 betätigt
das Sonnenrad 14 über die Ausgangswelle 12.
Der Planetenträger 18 weist 24 Außenzähne
auf, welche mit den 36 Außenzähnen des Zahnrades 22 in
Eingriff stehen. Wenn das Hohlrad 16 feststehend bzw. in
Ruhe gehalten wird, führt jede Umdrehung des Motors 10 zu
einer ¼-Umdrehung des Planetenträgers 18 und
einer 1/6-Umdrehung des Zahnrades 22.
-
Das
Zahnrad 22 ist an eine geradzahlige Stelltrommel 26 über
eine Betätigungswelle 24 gekoppelt. Die geradzahlige
Stelltrommel 26 weist zwei Rillen bzw. Nuten 28 und 30 auf,
wobei die axiale Position der Nuten 28, 30 entlang
des Umfanges der Stelltrommel 26 variiert. Eine Gabel (nicht
gezeigt) erstreckt sich in die Nut 28 und positioniert
den Synchronisator 146. Eine andere Gabel erstreckt sich
in die Nut 30 und positioniert den Synchronisator 148. Die
Drehposition der Stelltrommel 26 bestimmt die Positionen
der Gabeln und der Synchronisatoren 146, 148.
Die axiale Position jeder Nut um den Umfang herum wird so gewählt,
dass die jeweiligen Positionen der Stelltrommel 26 dem
gewünschten ungeradzahligen Gangzustand entsprechen.
-
Das
Hohlrad 16 besitzt 36 Außenzähne, welche
mit den 24 Zähnen des Zahnrades 32 in Eingriff stehen.
Das Zahnrad 32 ist an das Zahnrad 34 gekoppelt,
welches 12 Zähne besitzt. Das Zahnrad 34 steht
mit dem Zahnrad 36 in Eingriff, welches 36 Zähne
besitzt. Wenn der Planetenträger 18 feststehend bzw.
in Ruhe gehalten wird, führt jede Umdrehung des Motors 10 zu
einer 1/3-Umdrehung des Hohlrades 16, einer ½-Umdrehung
der Zahnräder 32 und 34 und einer 1/6-Umdrehung
des Zahnrades 36. Das Zahnrad 36 ist über
eine Betätigungswelle 38 an die ungeradzahlige
Stelltrommel 40 gekoppelt. Die Stelltrommel 40 weist
zwei Rillen bzw. Nuten 42 und 44 auf, in welchen
Gabeln geführt sind, die die Positionen der Synchronisatoren 150 und 152 bestimmen.
-
Der übrige
Mechanismus funktioniert so, dass entweder das Hohlrad 16 oder
der Planetenträger 18 feststehend bzw. in Ruhe
gehalten werden. Der Motor 10 kann dann dazu verwendet
werden, die Position entweder der Stelltrommel 26 oder
der Stelltrommel 40 einzustellen, je nach dem, welches
Element festgehalten wird. In einer ersten Ausführungsform
wird die Auswahl, welches Element feststehend bzw. in Ruhe gehalten
werden soll, über den Zustand der Kupplungen bestimmt.
-
Ein
Motor
64 treibt eine Welle
66 an, welche einen
Wagen
68 nach links oder nach rechts bewegt. Die Verschiebung
bzw. Translation des Wagens
68 stellt die Drehmomentkapazität
der Kupplung
110 über einen nicht dargestellten
Mechanismus ein. Beispiele solcher Mechanismen sind in den Dokumenten
US 66 79 362 und
US 70 73 649 beschrieben.
Die Drehmomentkapazität ist an der gezeigten Position Null
und steigt an, wenn der Wagen nach rechts bewegt wird. Von dieser
Position ausgehend ist ein zusätzlicher Weg nach links
verfügbar, der dazu verwendet wird, auszuwählen,
welche Stelltrommel über den Motor
10 rotiert
wird. In ähnlicher Weise treibt ein Motor
50 eine
Welle
52 an, welche einen Wagen
54 nach links
oder nach rechts bewegt. Der Wagen
54 ist in der äußersten
rechten Position seines Weges dargestellt. Wenn er nach links bewegt
wird, wird der erste Teil des Weges dazu verwendet, auszuwählen, welche
Stelltrommel über den Motor
10 rotiert wird, und
der Rest des Weges wird dazu verwendet, die Drehmomentkapazität
der Kupplung
112 zu steuern.
-
Gestänge 72 und 58 sind
so gelagert, dass sie um einen Zapfen 60 drehbar sind.
Ein an dem Wagen 68 angebrachter Zapfen 70 greift
in eine Nut 74 ein, wodurch bewirkt wird, dass das Gestänge 72 um
den Zapfen 60 rotiert, wenn der Wagen bewegt wird. In ähnlicher
Weise greift ein Zapfen 56 in eine Nut 62 ein,
wodurch bewirkt wird, dass das Gestänge 58 rotiert,
wenn der Wagen 54 bewegt wird. Die Nuten 74 und 62 sind
L-förmig, so dass die Bewegung der Gestänge erfolgt,
während die Wagen 54, 68 sich durch ihre
erste Position ihres Weges bewegen, und die Gestänge 72, 58 sind
während des zur Drehmomentkapazitätseinstellung
verwendeten Streckenabschnitts in Ruhe.
-
3 und 4 zeigen
Schnittansichten durch die Schnitte B-B bzw. C-C in 1.
Zapfen 78 und 82 sind von dem Getriebegehäuse 76 abgestützt.
Wenn sich der Wagen 68 in dem für die Drehmomentkapazitätseinstellung
verwendeten Abschnitt seines Weges befindet, bewegt sich das Gestänge 72 in
die in 3 dargestellte Position. Eine geneigte bzw. schräge
Oberfläche an dem Gestänge 72 drückt den
Zapfen 78 in eines von einer Reihe von Löchern 48 im
Zahnrad 36. Diese Löcher 48 sind so positioniert,
dass sie gewünschten ungeradzahligen Gängen wie
dem ersten, dritten, fünften, siebten Gang und dem Leerlaufgang
entsprechen. Wenn der Wagen 68 in seine äußerste
linke Position bewegt wird, wird das Gestänge 72 rotiert,
so dass der Zapfen 78 aus dem Loch über eine Feder
herausgezogen wird, was es dem Zahnrad 36 ermöglicht,
zu rotieren. In ähnlicher Weise bewegt sich dann, wenn
sich der Wagen 54 in seiner äußersten
rechten Position seines Weges befindet, das Gestänge 58 in
die in 4 gezeigte Position. In dieser Position ermöglicht
es das Gestänge 58 einer Feder 84, den
Zapfen 82 von dem Zahnrad 22 wegzuziehen. Wann
immer der Wagen 54 in den zur Drehmomentkapazitätseinstellung verwendeten
Abschnitt seines Weges bewegt wird, drückt die schräge
Oberfläche an dem Gestänge 58 den Zapfen 82 in
eines von einer Gruppe von Löchern 46 im Zahnrad 22.
Diese Löcher entsprechen gewünschten geradzahligen
Gangzuständen wie dem zweiten Gang, vierten Gang, sechsten
Gang, Rückwärtsgang und Leerlaufgang. Ein zusätzliches Merkmal
dieses Mechanismus ist, dass die Kupplung mechanisch am Einrücken
gehindert wird, wann immer sich die entsprechende Trommel nicht
in einer Position befindet, die zu einem wohldefinierten Gangzustand
gehört.
-
Von
einem erfahrenen Konstrukteur ist zu erwarten, dass er eine Vielzahl
alternativer mechanischer Gestänge zwischen den Kupplungsstellgliedern
und den Gangschaltwellen vorschlagen kann, durch die die Funktion
erfüllt werden kann, die Gangschaltwelle feststehend bzw.
in Ruhe zu halten, wann immer die entspre chende Kupplung betätigt
wird. Jeder beliebige derartige Mechanismus ist als Äquivalent
zu dem vorstehend beschriebenen Mechanismus anzusehen.
-
Zur
Vorbereitung des Getriebes für einen Vorwärtsstart
wird der Motor 64 aktiviert, um den Wagen 68 über
den gesamten Weg zum linken Anschlag zu bewegen, und der Motor 50 wird
aktiviert, um den Wagen 54 an den Beginn des für
die Drehmomentkapazitätseinstellung verwendeten Abschnitt
seines Weges zu bewegen. In dieser Konfiguration werden das Zahnrad 22 und
der Planetenträger 18 feststehend bzw. in Ruhe
gehalten. Daraufhin wird der Motor 10 aktiviert, um die
Stelltrommel 40 in diejenige Position zu drehen, welche
dem ersten Gang entspricht. Sobald er so konfiguriert ist, wird
der Motor 64 dazu verwendet, die Drehmomentkapazität
der Kupplung 110 in Reaktion auf die Position des Gaspedals
einzustellen.
-
Wenn
das Fahrzeug sich in einem ungeradzahligen Gang fortbewegt, wird
das Getriebe für ein Umschalten in einen geradzahligen
Gang vorbereitet, indem der Motor 50 so aktiviert wird,
dass der Wagen 54 in seinem Anschlag positioniert wird.
In dieser Konfiguration werden die Zahnräder 36, 34 und 32 und
das Hohlrad 16 feststehend bzw. in Ruhe gehalten. Der Motor 10 wird
dann so aktiviert, dass die Trommel 22 in die Position
bewegt wird, welche dem gewünschten geradzahligen Gang
entspricht. Zur Vollendung des Umschaltens werden die Motoren 50 und 64 in
koordinierter Weise dazu verwendet, die Drehmomentkapazität
der Kupplung 112 nach und nach zu steigern, während
die Drehmomentkapazität der Kupplung 110 verringert
wird. In ähnlicher Weise wird zur Vorbereitung eines Umschaltens
in einen ungeradzahligen Gang der Wagen 68 über
den gesamten Weg zum linken Anschlag bewegt, und der Motor 10 wird
dann dazu aktiviert, den gewünschten ungeradzahligen Gang
auszuwählen.
-
In
einer zweiten Ausführungsform, welche in 5 dargestellt
ist, wird die Auswahl, welches Element feststehend bzw. in Ruhe
gehalten werden soll, über ein unabhängiges Steuersignal
bestimmt. In Reaktion auf dieses unabhängige Steuersignal
bewegt eine Solenoidspule 86 einen Zapfen 88 nach
links oder nach rechts. Wenn der Zapfen 88, wie dargestellt,
nach rechts bewegt ist, wird das Zahnrad 22 feststehend
bzw. in Ruhe gehalten, und der Motor 10 wird dazu verwendet,
die Stelltrommel 40 zu bewegen. Wenn der Zapfen 88 nach
links bewegt ist, wird das Zahnrad 36 feststehend bzw.
in Ruhe gehalten, und der Motor 10 wird dazu verwendet,
die Stelltrommel 26 zu bewegen. Alternativ kann das Steuersignal anstelle
eines elektrischen Signals ein hydraulisches Signal sein, in welchem
Falle der Zapfen 88 über einen Kolben angetrieben
wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6679362 [0038]
- - US 7073649 [0038]