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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswählen eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Ein Teil einer bekannten Vorrichtung 1 zum Auswählen eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung zeigt 1. Die Vorrichtung 1 umfasst ein in einem Gehäuse 2 in axialer Richtung verschiebbar angeordnetes Schieberelement 3, wobei das Gehäuse 2 mehrere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete gehäuseseitige Anschlüsse 4 bis 9 aufweist. Die Anschlüsse 4 bis 9 sind in Abhängigkeit einer axialen Position D, N, R und P des Schieberelementes 3 zumindest teilweise miteinander koppelbar oder voneinander trennbar. Des Weiteren sind über die Anschlüsse 4 bis 9 zur Darstellung verschiedener Betriebszustände der Getriebeeinrichtung vorgesehene Schaltelemente mit einem Versorgungsdruck p_sys eines Hochdruckbereiches 10 verbindbar. In einer ersten axialen Position D des Schieberelementes 3 ist der mit dem Hochdruckbereich 10 in Verbindung stehende erste gehäuseseitige Anschluss 6 mit dem zweiten gehäuseseitigen Anschluss 7 wirkverbunden, über den Schaltelemente der Getriebeeinrichtung zur Darstellung wenigstens einer Übersetzung für Vorwärtsfahrt mit dem Hochdruckbereich 10 verbindbar sind.
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Ist das Schieberelement 3 von einem Fahrer eines mit der Vorrichtung 1 ausgeführten Fahrzeuges in eine zweite axiale Position N verstellt, ist der erste Anschluss 6 von den weiteren Anschlüssen 4, 5 und 7 bis 9 getrennt und die Getriebeeinrichtung weist einen Neutralbetriebszustand auf, zu dem der Kraftfluss im Bereich der Getriebeeinrichtung unterbrochen ist und eine Abtriebswelle der Getriebeeinrichtung in an sich bekannter Art und Weise frei drehbar ist. Liegt das Schieberelement 3 in einer dritten axialen Position R vor, ist der erste gehäuseseitige Anschluss 6 mit dem dritten gehäuseseitigen Anschluss 5 verbunden, über den die Schaltelemente der Getriebeeinrichtung zur Darstellung einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit dem Hochdruckbereich 10 verbindbar sind. Zusätzlich ist der erste Anschluss 6 bei Vorliegen der vierten axialen Position P des Schiebelementes 3 von den weiteren Anschlüssen 4, 5 und 7 bis 9 getrennt und in der Getriebeeinrichtung ein Parkbetriebszustand darstellbar, zu dem eine Getriebeausgangswelle drehfest gehalten ist.
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Nachteilhafterweise weist die Vorrichtung 1 im Bereich des Schieberelementes 3 und des Gehäuses 2 zur Realisierung der vorbeschriebenen Verschaltungsstrategie in axialer Richtung einen hohen Bauraumbedarf auf, der in verschiedenen Fahrzeugsystemen nicht zur Verfügung steht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen in axialer Richtung durch einen geringeren Bauraumbedarf gekennzeichnet ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auswählen eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung umfasst wenigstens ein in einem Gehäuse in axialer Richtung verschiebbar angeordnetes Schieberelement und mehrere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete gehäuseseitige Anschlüsse, die in Abhängigkeit der axialen Position des Schieberelementes zumindest teilweise miteinander koppelbar oder voneinander trennbar sind und über die zur Darstellung verschiedener Betriebszustände der Getriebeeinrichtung vorgesehene Schaltelemente mit einem Hockdruckbereich verbindbar sind. In einer ersten axialen Position des Schieberelementes steht ein mit dem Hochdruckbereich in Verbindung bringbarer erster Anschluss mit einem zweiten Anschluss in Wirkverbindung, über den Schaltelemente der Getriebeeinrichtung zur Darstellung wenigstens einer Übersetzung für Vorwärtsfahrt mit dem Hochdruckbereich verbindbar sind, während in einer zweiten axialen Position des Schieberelementes der erste Anschluss von den weiteren Anschlüssen getrennt ist und in der Getriebeeinrichtung ein Neutralbetriebszustand darstellbar ist. In einer dritten axialen Position des Schieberelementes steht der erste Anschluss mit einem dritten Anschluss in Wirkverbindung, über den Schaltelemente zur Darstellung einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit dem Hochdruckbereich verbindbar sind. Bei Vorliegen einer vierten axialen Position des Schieberelementes ist der erste Anschluss von den weiteren Anschlüssen getrennt und in der Getriebeeinrichtung ein Parkbetriebszustand darstellbar, zu dem eine Getriebeausgangswelle drehfest gehalten ist.
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Erfindungsgemäß ist der dritte Anschluss mit einem vierten Anschluss verbunden, der in der ersten und in der zweiten axialen Position des Schieberelementes mit einem fünften Anschluss in Wirkverbindung steht, der mit einem Niederdruckbereich, in dessen Bereich vorzugsweise ein Leerlaufen des Hydrauliksystems verhinderndes Druckniveau vorliegt und zu dem gleichzeitig die Schaltelemente der Getriebeeinrichtung in einem vollständig geöffneten Betriebszustand überführbar sind, verbunden ist. Bei Vorliegen der vierten axialen Position des Schieberelementes steht der dritte Anschluss mit einem ebenfalls mit dem Niederdruckbereich verbundenen und in axialer Richtung zwischen dem vierten Anschluss und dem dritten Anschluss angeordneten sechsten Anschluss in Wirkverbindung, während der zweite Anschluss mit einem siebten Anschluss verbunden ist, der auf der zu dem ersten Anschluss abgewandten Seite des zweiten Anschlusses vorgesehen ist und nur in der ersten axialen Position des Schieberelementes von einem mit dem Niederdruckbereich verbundenen achten Anschluss getrennt ist.
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Über die erfindungsgemäße Anordnung der gehäuseseitigen Anschlüsse wird erreicht, dass trotz deutlich unterschiedlicher Hübe bzw. axialer Verschiebewege zwischen den axialen Positionen des Schieberelementes die vier Schaltpositionen des Schieberelementes bei einer im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen geringeren axialen Gesamtlänge des Schieberelementes umgesetzt werden können, womit die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne aufwändige konstruktive Maßnahmen in bestehende Fahrzeugsysteme, die im Bereich einer Getriebesteuerung nur wenig Bauraum zur Verfügung stellen, integrierbar ist.
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Bei einer konstruktiv einfachen und mit geringem Steuer- und Regelaufwand betätigbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Schieberelement ein Ventilschieber eines 5/4-Wegeventils.
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Um fahrerseitige Fehlbetätigungen der Getriebeeinrichtung auf ein Minimum zu reduzieren, ist ein Hubweg des Schieberelementes einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen der dritten axialen Position und der vierten axialen Position des Schieberelementes wenigstens annähernd doppelt so groß wie ein Hubweg zwischen der ersten axialen Position und der zweiten axialen Position sowie zwischen der zweiten axialen Position und der dritten axialen Position des Schieberelementes.
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Steht der Ventilschieber über ein Mitnehmerelement mit einer beabstandet zum Schieberelement angeordneten und fahrerseitig drehbaren Rastenscheibe in Wirkverbindung und ist der Ventilschieber in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Rastenscheibe in axialer Richtung verschiebbar ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf besonders einfache Art und Weise an vorhandene Bauräume angepasst ausführbar.
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Bei einer kostengünstig herstellbaren weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Schieberelement und das Mitnehmerelement als einstückiges Gussteil ausgebildet.
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Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, das Schieberelement als Drehteil auszuführen und das Mitnehmerelement mit dem Schieberelement fest zu verbinden.
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Bei einer einfach herstellbaren und mit geringem Aufwand montierbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung greift die Rastenscheibe mit einem Stift in eine Nut des Mitnehmerelementes ein.
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Ist das Mitnahmeelement über einen Passstift in axialer Richtung geführt und der Passstift im Bereich seiner Enden gelagert, ist das Schieberelement im Wesentlichen querkraftfrei in axialer Richtung mit geringen Stellkräften verschiebbar.
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Weist die Rastenscheibe einen Bereich auf, der in einer zum Parkbetriebszustand der Getriebeeinrichtung äquivalenten Drehstellung der Rastenscheibe mit einer Sensoreinrichtung derart zusammenwirkt, dass über die Sensoreinrichtung der Parkbetriebszustand der Getriebeeinrichtung erkannt wird, ist der aktuelle Betriebszustand der Getriebeeinrichtung mit geringem konstruktivem Aufwand ermittelbar.
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Bei einer weiteren bauraumgünstigen und einfach an bestehende Bauräume anpassbaren weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung steht ein fahrerseitig betätigbarer Wählhebel über eine Seilzugeinrichtung mit einem mit der Rastenscheibe wirkverbundenen und angegliederten Hebelelement in Wirkverbindung.
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Ist eine mit in Richtung einer ersten Schaltstellung wirkendem Vorsteuerdruck und einem Druckhaltesignal beaufschlagbare Selbsthalteventileinrichtung vorgesehen, die vom Vorsteuerdruck entgegen einer in Richtung einer zweiten Schaltstellung wirkenden Stellkraft in die erste Schaltstellung überführbar ist und über das Druckhaltesignal entgegen der Stellkraft in der zweiten Schaltstellung haltbar ist, wobei eine Weiterleitung eines Drucksignals im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung in Richtung des ersten Anschlusses in der ersten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung gesperrt ist und in der zweiten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung am ersten Anschluss anlegbar ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auswählen eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung vorzugsweise in einem hydraulischen Notlauf einer Getriebeeinrichtung zum Schalten von einem Notgang für Vorwärtsfahrt und zum Schalten eines Notgangs für Rückwärtsfahrt einsetzbar. Zur Aktivierung des hydraulischen Notlaufs ist zunächst die Druckversorgung der Selbsthalteventileinrichtung zu unterbrechen, vorzugsweise durch Abschalten einer Hydraulikpumpe der Druckversorgung, und nach dem Wiederstart der hydraulischen Druckversorgung ist über eine entsprechende axiale Position des Schieberelementes in der Getriebeeinrichtung die entsprechende Notgangübersetzung für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt auswählbar. Im Normalbetrieb der Getriebeeinrichtung ist das mit den gehäuseseitigen Anschlüssen zusammenwirkende Schieberelement hydraulisch von der Druckversorgung bzw. vom Hochdruckbereich abgekoppelt, sodass die Getriebeeinrichtung über eine einwandfrei funktionierende Getriebesteuerung entsprechend betätigbar ist.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Es zeigt:
- 1 einen Teil einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zum Auswählen eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung;
- 2 ein Räderschema einer Getriebeeinrichtung in Planetenbauweise mit mehreren form- und reibschlüssigen Schaltelementen;
- 3 ein Schaltschema der in 2 gezeigten Getriebeeinrichtung;
- 4 ein Schaltschema einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Normalbetriebszustand, wobei die Getriebeeinrichtung gemäß 2 in einem Neutralbetriebszustand vorliegt;
- 5 die Vorrichtung gemäß 4 in einem Notlaufbetriebszustand und bei eingelegter Parksperre, wobei eine Selbsthaltefunktion einer Selbsthalteventileinrichtung der Vorrichtung aktiviert ist und ein Kraftfluss in der Getriebeeinrichtung gemäß 2 unterbrochen ist;
- 6 die Vorrichtung gemäß 4 im Notlaufbetriebszustand und bei ausgelegter Parksperre, wobei in der Getriebeeinrichtung gemäß 2 eine Notgangübersetzung für Rückwärtsfahrt eingelegt ist;
- 7 die Vorrichtung gemäß 4 im Notlaufbetriebszustand und bei ausgelegter Parksperre sowie gleichzeitig in der Getriebeeinrichtung gemäß 2 eingelegter Notgangübersetzung für Vorwärtsfahrt;
- 8 eine 1 entsprechende Darstellung eines Teils der Vorrichtung gemäß 4 bis 7;
- 9 eine dreidimensionale Teildarstellung der Vorrichtung gemäß 4 bis 7; und
- 10 eine weitere dreidimensionale Teildarstellung eines Schieberelementes und eines damit verbundenen Mitnahmeelementes der Vorrichtung gemäß 4 bis 7.
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2 zeigt ein Räderschema einer Getriebeeinrichtung 11 bzw. eines Mehrstufengetriebes, welches grundsätzlich aus der
DE 10 2008 000 429 A1 bekannt ist. Die Getriebeeinrichtung 11 umfasst eine Antriebswelle 12 und eine Abtriebswelle 13, welche in in einem Fahrzeug montierten Zustand mit einem Abtrieb des Fahrzeugs verbunden ist, während die Antriebswelle 12 mit einer Antriebsmaschine wirkverbunden ist.
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Darüber hinaus umfasst die Getriebeeinrichtung 11 vier Planetenradsätze P1 bis P4, wobei der erste und der zweite Planetenradsatz P1, P2, die vorzugsweise als Minusplanetensätze ausgebildet sind, einen schaltbaren Vorschaltradsatz bilden, während der dritte und der vierte Planetenradsatz P3 und P4 den Hauptradsatz darstellen. Zusätzlich umfasst die Getriebeeinrichtung 11 sechs Schaltelemente A bis F, wovon die Schaltelemente C, D und F als Bremsen und die Schaltelemente A, B und E als Schaltkupplungen ausgeführt sind.
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Mit den Schaltelementen A bis F ist gemäß der in 3 näher dargestellten Schaltlogik ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen „1“ bis „9“ und einem Rückwärtsgang „R“ realisierbar, wobei zum Herstellen eines Kraftflusses in der Getriebeeinrichtung 11 im Wesentlichen jeweils gleichzeitig drei Schaltelemente in einen geschlossenen Betriebszustand zu führen bzw. zu halten sind.
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Zur Darstellung der vierten Übersetzung „4“ für Vorwärtsfahrt sind lediglich die Schaltelemente E und F in den Kraftfluss der Getriebeeinrichtung 11 zuzuschalten. Das Schaltelement A ist zur Darstellung der vierten Übersetzungsstufe „4“ nicht zwingend in den Kraftfluss der Getriebeeinrichtung 11 zuzuschalten. Da das Schaltelement A jedoch zur Darstellung der Übersetzungen „1“ bis „3“ und „5“ bis „7“ in den Kraftfluss der Getriebeeinrichtung 11 zuzuschalten ist und in zugeschaltetem Betriebszustand bei eingelegter vierter Übersetzungsstufe „4“ auf das Verhalten der Getriebeeinrichtung 11 keine Auswirkung hat, wird das formschlüssige Schaltelement A zur Vereinfachung des Betriebes der Getriebeeinrichtung 11 auch während der Darstellung der vierten Übersetzungsstufe „4“ im zugeschalteten Betriebszustand belassen.
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Die Schaltelemente A und F sind vorliegend als formschlüssige Schaltelemente ohne zusätzliche Synchronisierung ausgebildet, um im Betrieb der Getriebeeinrichtung 11 im Vergleich zu Getriebeeinrichtungen, die nur mit reibschlüssigen Schaltelementen ausgebildet sind, durch geöffnete reibschlüssige Schaltelemente verursachte Schleppmomente zu reduzieren. Da formschlüssige Schaltelemente im Allgemeinen nur innerhalb eines sehr schmalen Betriebszustandsfensters nahe ihres lastfreien Betriebszustandes aus einem geschlossenen Betriebszustand in einen geöffneten Betriebszustand überführbar sind, wird der lastfreie Betriebszustand eines abzuschaltenden formschlüssigen Schaltelementes ohne zusätzliche konstruktive Ausführungen durch entsprechende Betätigung der jeweils an der Schaltung beteiligten Schaltelemente realisiert. Dies gilt sowohl für Zug- als auch für Schubschaltungen, wobei die formschlüssigen Schaltelemente als Klauenkupplungen ausgeführt sein können, welche mit oder ohne zusätzliche Synchronisierung ausgebildet sind.
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4 bis 7 zeigen jeweils eine Teildarstellung einer Vorrichtung 1 in Form eines Hydraulikschaltplanes zum Betätigen der Getriebeeinrichtung 11 bzw. der elektrohydraulisch betätigbaren Schaltelemente A bis F, die zur Darstellung einer der Übersetzungen „1“ bis „R“ in der Getriebeeinrichtung 11 jeweils durch Anlegen eines Betätigungsdruckes p_B, p_D, p_E, p_F in den Kraftfluss zuschaltbar oder aus dem Kraftfluss abschaltbar sind. Die Betätigungsdrücke p_B, p_D, p_E, p_F der Schaltelemente B, D, E, F und auch die Betätigungsdrücke der Schaltelemente A und C sind im Bereich von mit über elektrisch betätigbaren Aktoren 14 bis 16 einstellbaren Vorsteuerdrücken p_VS14 bis p_VS17 beaufschlagbaren Ventileinrichtungen 18 bis 21 einstellbar, wobei in 4 bis 7 jeweils lediglich die den Schaltelementen B, D, E, F zugeordneten Aktoren 14 bis 17 sowie die Ventileinrichtungen 18 bis 21 dargestellt sind.
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Die Vorsteuerdrücke p_VS14, p_VS16 und p_VS17 nehmen mit steigendem Ansteuerstrom der Aktoren 14, 16 und 17 jeweils Werte zwischen einem Minimalwert, der im Wesentlichen gleich Null ist und einem Maximalwert an. Der über den vorliegend als Magnetventil ausgeführten Aktor 15 einstellbare Vorsteuerdruck p_VS15 weist in der in 4 dargestellten Ausgangsstellung seinen Minimalwert auf und nimmt in dem dazu umgeschobenen und bestromten Betriebszustand seinen Maximalwert an. Damit weisen die Vorsteuerdrücke p_VS14 bis p_VS17 jeweils in unbestromtem Betriebszustand der Aktoren 14 bis 17 ihren Minimalwert auf.
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Eine Druckversorgung der Vorrichtung 1 erfolgt über eine Hydraulikpumpe 22, die vorliegend von der mit der Antriebswelle 12 der Getriebeeinrichtung 11 wirkverbundenen Antriebsmaschine des mit der Getriebeeinrichtung 11 ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges in an sich bekannter Art und Weise angetrieben wird. Eine Druckseite 23 der Hydraulikpumpe 22 ist mit einem so genannten Systemdruckventil 24 verbunden, das als Druckregelventil ausgeführt ist und von einem Aktor 25 mit einem Vorsteuerdruck p_VSsys beaufschlagt wird, um einen jeweils betriebszustandsabhängig erforderlichen Systemdruck p_sys in der Vorrichtung 1 bzw. dem Hydrauliksystem der Getriebeeinrichtung 11 einstellen zu können. Während des in 4 dargestellten Betriebszustandes der Vorrichtung 1 stellt die Hydraulikpumpe 22 einen für die Funktionsweise der Vorrichtung 1 erforderlichen Hydraulikdruck bzw. eine entsprechende Druckversorgung zur Verfügung.
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Der Systemdruck p_sys liegt an einem Druckreduzierventil 26 an, das vorliegend als Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist und in dessen Bereich ein gegenüber dem Systemdruck p_sys kleinerer Reduzierdruck p_red eingestellt wird. Der Reduzierdruck p_red liegt jeweils an den Aktoren 14 bis 17 und 25 sowie an einem weiteren als Magnetventil ausgeführten Aktor 27 an und wird in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Bestromung im Bereich der Aktoren 14 bis 17, 25 und 27 entsprechend gewandelt und jeweils als Vorsteuerdruck p_VS14 bis p_VS17 oder p_VSsys an den Ventileinrichtungen 18 bis 21 oder dem Systemdruckventil 24 angelegt.
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Der im Bereich des Aktors 27 einstellbare Vorsteuerdruck p_VS27 ist zur Vorsteuerung einer Selbsthalteventileinrichtung 28 vorgesehen, die über den Vorsteuerdruck p_VS27 entgegen einer Federkraft einer Federeinrichtung 29 in eine erste Schaltstellung umschaltbar ist. In der in 4 dargestellten ersten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung 28 liegt der Reduzierdruck p_red im Bereich einer Differenzfläche eines Ventilschiebers 30 der Selbsthalteventileinrichtung 28 an, womit am Ventilschieber 30 eine ebenfalls in Richtung der ersten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung 28 wirkende und aus dem Reduzierdruck p_red resultierende Kraftkomponente am Ventilschieber 30 angreift. In Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Höhe des Reduzierdruckes p_red wird die Selbsthalteventileinrichtung 28 auch bei einem Vorsteuerdruck p_VS27 gleich Null in der ersten Schaltstellung gehalten, womit die Selbsthalteventileinrichtung 28 mit einer druckabhängigen Selbsthaltefunktion ausgeführt ist, die in Abhängigkeit des Reduzierdruckes p_red bzw. eines zu dem Reduzierdruck p_red äquivalenten Drucksignals steht.
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Über die Vorrichtung 1 zum Betätigen der Getriebeeinrichtung 11 wird eine Fahrerwunschvorgabe hinsichtlich eines darzustellenden Betriebszustandes der Getriebeeinrichtung 11 im Normalbetrieb der Getriebeeinrichtung 11, zu der eine Bestromung der Aktoren 14 bis 17, 25 und 27 in gewünschtem Umfang durchgeführt wird, über einen Wählschieber 31 vom Fahrer in Richtung der Getriebeeinrichtung 11 übertragen. Ein Schieberelement 35 des Wählschiebers 31 ist vom Fahrer in vier diskrete Wählhebelpositionen D, N, R und P verstellbar, wobei in der Wählhebelposition D in der Getriebeeinrichtung 11 im Normalbetriebszustand der elektrischen Getriebesteuerung die Übersetzungen „1“ bis „9“ für Vorwärtsfahrt einlegbar sind. In der Wählhebelposition N wird die Getriebeeinrichtung 11 in den Neutralbetriebszustand überführt, während in der Wählhebelposition R in der Getriebeeinrichtung 11 die Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt eingelegt wird. In der Wählhebelposition P wird im Bereich der Getriebeeinrichtung 11 wie im Neutralbetriebszustand der Kraftfluss durch entsprechendes Zu- und Abschalten der Schaltelemente A bis F unterbrochen und zusätzlich eine Parksperre eingelegt, über die die Abtriebswelle 13 drehfest gehalten wird.
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Der der Darstellung gemäß 4 zugrunde liegende Betriebszustand der Vorrichtung 1 entspricht einem Normalbetriebszustand der Getriebeeinrichtung 11 und auch der elektrischen Getriebesteuerung, wobei der Wählschieber 31 in der Wählschieberposition N bzw. das Schieberelement 35 in der axialen Position N vorliegt. Die Selbsthalteventileinrichtung 28 befindet sich in ihrer ersten Schaltstellung und eine Selbsthaltefunktion der Selbsthalteventileinrichtung 28 ist aktiviert. Die Schaltelemente B, D, E, F sind durch entsprechende Bestromung der Aktoren 14, 15 sowie der weiteren Aktoren 16, 17 aus dem Kraftfluss abgeschaltet bzw. liegen in geöffnetem Betriebszustand vor. Gleichzeitig ist die Parksperre ausgelegt. Die elektrische Getriebesteuerung ist voll funktionsfähig, womit die Schaltelemente B und D bis F und auch die weiteren Schaltelemente A und C einem Fahrprogramm entsprechend betätigbar bzw. ansteuerbar sind. Zusätzlich liefert die Hydraulikpumpe 22 den für den Betrieb der Getriebeeinrichtung 11 erforderlichen Hydraulikdruck.
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Bei einem Ausfall einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten elektrischen Getriebesteuerung wird die Bestromung der Aktoren 14 bis 17, 25 und 27 und auch der den weiteren Schaltelementen A und C zugeordneten Aktoren unterbrochen, womit die Vorsteuerdrücke p_VS14 bis p_VS17, p_VSsys und p_VS27 und auch die Vorsteuerdrücke für die weiteren die Betätigungsdrücke für die Schaltelemente A und C einstellenden Ventileinrichtungen jeweils ihre Minimalwerte annehmen, die im Wesentlichen gleich Null sind. Dies führt dazu, dass die Ventileinrichtungen 18, 20, 21 und 26 und die den weiteren Schaltelementen A und C zugeordneten Ventileinrichtungen durch die jeweils vorgesehenen Federeinrichtungen 32 bis 34 und 51 in ihre umgeschobenen Schaltstellungen übergehen, wobei die Schaltelemente B, D und E in der umgeschobenen Schaltstellung der Ventileinrichtungen 18, 20 und 21 und auch die weiteren Schaltelemente A und C von den jeweils zugeordneten Ventileinrichtungen mit einem Betätigungsdruck gleich Null bzw. einem Betätigungsdruck auf dem Niveau eines Vorbefülldruckes beaufschlagt werden, zu dem die Schaltelemente A bis F jeweils sicher in einen geöffneten Betriebszustand übergehen und zu dem in deren Druckräumen unerwünschte Luftansammlungen vermieden werden.
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Der in 5 gezeigten Darstellung der Vorrichtung 1 liegt ein Betriebszustand nach einem Start der Antriebsmaschine des Fahrzeugantriebsstranges zugrunde, wobei die Parksperre eingelegt ist und die Schaltelemente A bis F in geöffnetem Betriebszustand vorliegen. Die Selbsthalteventileinrichtung 28 befindet sich aufgrund eines entsprechend anliegenden Vorsteuerdruckes p_VS27 in seiner zweiten Schaltstellung, in der das Drucksignal bzw. der Reduzierdruck p_red im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung 28 in Richtung des Wählschiebers 31 weitergeleitet wird und in der die Selbsthaltefunktion der Selbsthalteventileinrichtung 28 deaktiviert ist. Die Vorrichtung 1 wird über die Hydraulikpumpe 22 wie beim Betriebszustand gemäß 4 mit Druck versorgt, wobei der Wählschieber 31 bzw. dessen Schieberelement 35 in der axialen Position P vorliegt.
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Aufgrund der Ausführung der Selbsthalteventileinrichtung 28 mit der Selbsthaltefunktion und dass die Selbsthalteventileinrichtung 28 nur durch Anliegen eines entsprechenden Vorsteuerdruckes p_VS27 aus seiner in 5 dargestellten zweiten Schaltstellung in die in 4 gezeigte erste Schaltstellung überführbar ist, ist gewährleistet, dass bei einer Funktionsstörung der elektrischen Getriebesteuerung, zu der eine Bestromung der dargestellten Aktoren 14 bis 17, 25 und 27 und der weiteren nicht dargestellten Aktoren unterbrochen ist, zunächst alle zugeschalteten Schaltelemente A bis F der Getriebeeinrichtung 11 in einen geöffneten Betriebszustand übergehen. Dies wird dadurch umgesetzt, dass die Selbsthalteventileinrichtung 28 trotz abfallendem Vorsteuerdruck p_VS27 durch die aktivierte Selbsthaltefunktion vom Reduzierdruck p_red in ihrer ersten Schaltstellung gehalten wird und die Weiterleitung des Reduzierdruckes p_red im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung 28 in Richtung des Wählschiebers 31 unterbrochen ist. Damit ist bei einem Funktionsausfall der elektrischen Getriebesteuerung gewährleistet, dass die Getriebeeinrichtung 11 zunächst in einen sicheren Betriebszustand überführt wird, zu dem alle Schaltelemente A bis F in einem geöffneten Betriebszustand vorliegen und ein Kraftfluss im Bereich der Getriebeeinrichtung 11 unterbrochen ist.
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Um ein mit der Getriebeeinrichtung 11 ausgeführtes Fahrzeug auch bei einem Ausfall der elektrischen Getriebesteuerung in zumindest eingeschränktem Umfang betreiben zu können, ist zunächst die Druckversorgung der Vorrichtung 1 vorliegend durch Abschalten der Antriebsmaschine zu unterbrechen, um die Selbsthaltefunktion der Selbsthalteventileinrichtung 28 zu deaktivieren und die Selbsthalteventileinrichtung 28 bzw. dessen Ventilschieber 30 von der Federeinrichtung 29 in die in 5 gezeigte zweite Schaltstellung überführen zu können. Bei einem anschließenden Starten der Antriebsmaschine liefert die Hydraulikpumpe 22 wieder entsprechend Hydraulikdruck, wobei der durch den Ausfall der elektrischen Versorgung der Vorrichtung nunmehr vollständig im Bereich des Druckreduzierventils 26 durchgeleitete Systemdruck p_sys im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung 28 in Richtung des Wählschiebers 31 weitergeleitet wird. Der am Wählschieber 31 anliegende Reduzierdruck p_red bzw. Systemdruck p_sys wird aufgrund der in 5 dargestellten axialen Position des Wählschiebers 31 bzw. des Schieberelementes 35 nicht als Vorsteuerdruck in Richtung der Ventileinrichtungen 14 bis 17 weitergeleitet. Damit werden die Schaltelemente B, D, E und F nicht mit dem für die Herstellung eines Kraftflusses im Bereich der Getriebeeinrichtung 11 erforderlichen Betätigungsdruck beaufschlagt.
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In der in 5 bis 7 jeweils dargestellten zweiten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung 28 wird das Drucksignal bzw. das Druckhaltesignal p_red im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung 28 in Richtung des Wählschiebers 31 weitergeleitet. Das am Wählschieber 31 in der ersten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung 28 der Vorrichtung 1 anliegende Drucksignal p_red wird im Notlaufbetrieb der Getriebeeinrichtung 11 in der axialen Position D des Schieberelementes 35 über eine Leitung 36 als Vorsteuerdruck direkt zur Ventileinrichtung 18 geführt, womit das Schaltelement E mit dem zur Darstellung der Notgangübersetzung „4“ erforderlichen Betätigungsdruck beaufschlagt wird. Gleichzeitig wird auch die Ventileinrichtung 19 über ein Oderventil 37 mit dem im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung 28 und des Wählschiebers 31 durchgeschalteten Drucksignal p_red bzw. p_sys als Vorsteuerdruck beaufschlagt und das Schaltelement F mit dem zur Darstellung des geschlossenen Betriebszustandes erforderlichen Betätigungsdruck beaufschlagt.
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Schaltet der Fahrer den Wählschieber 31 im Notlaufbetrieb der Getriebeeinrichtung 11 in die Wählschieberposition N oder P, wird die Weiterleitung des Drucksignals p_red im Bereich des Wählschiebers 31 unterbrochen und der Kraftfluss im Bereich der Getriebeeinrichtung 11 aufgehoben.
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Liegt der Wählschieber 31 in der Wählschieberposition R vor, wird das im Notlaufbetrieb im Bereich der Selbsthalteventileinrichtung 28 durchgeschaltete Drucksignal p_red über den Wählschieber 31 und eine Leitung 38 als Vorsteuerdruck zu den Ventileinrichtungen 20 und 21 weitergeleitet, in deren Bereich jeweils ein Betätigungsdruck p_B und p_D der Schaltelemente B und D einstellbar ist. Zusätzlich wird das Drucksignal p_red über das Oderventil 37 in Richtung der dem Schaltelement F zugeordneten Ventileinrichtung 19 weitergeleitet. Die Schaltelemente B, D und F werden somit in ihren geschlossenen Betriebszustand überführt und in der Getriebeeinrichtung 11 ist die Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt als Notgangübersetzung eingelegt.
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In 8 ist eine 1 entsprechende Darstellung des Wählschiebers 31 der Vorrichtung 1 gemäß 4 bis 7 in Alleinstellung gezeigt, der aufgrund der Anordnung der gehäuseseitigen Anschlüsse 4 bis 9 sowie weiterer gehäuseseitiger Anschlüsse 39 und 40 und dem damit zusammenwirkenden Schieberelement 35 des Wählschiebers 31 in axialer Richtung wesentlich kürzer ausgeführt ist als das Schieberelement 3 der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung 1. Gleichzeitig sind über den Wählschieber 31 der Vorrichtung 1 gemäß 4 bis 7 im Wesentlichen die gleichen Funktionen wie mit der bekannten Vorrichtung 1 gemäß 1 darstellbar.
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In der ersten axialen Position D des Schieberelementes 35 des Wählschiebers 31 ist der erste gehäuseseitige Anschluss 6 bei einer Ausführung der Vorrichtung 1 mit der Selbsthalteventileinrichtung 28 in der zweiten Schaltstellung der Selbsthalteventileinrichtung 28 in dem einen Hochdruckbereich darstellenden und im unbestromten Betriebszustand der Vorrichtung 1 systemdruckführenden Bereich der Vorrichtung 1 gekoppelt und mit dem zweiten gehäuseseitigen Anschluss 7 wirkverbunden, über den mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Druckräume der Schaltelemente E und F der Getriebeeinrichtung 11 zur Darstellung der Notgangübersetzung „4“ für Vorwärtsfahrt mit dem Hochdruckbereich verbindbar sind und mit zu einem vollständig geschlossenen Betriebszustand äquivalenten Betätigungsdruck beaufschlagt werden. In der zweiten axialen Position N des Schieberelementes 35 ist der erste Anschluss 6 von den weiteren gehäuseseitigen Anschlüssen 4, 5, 7, 8, 9, 39 und 40 getrennt und in der Getriebeeinrichtung 11 ist der Neutralbetriebszustand eingelegt, zu dem der Kraftfluss in der Getriebeeinrichtung 11 unterbrochen ist.
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In der dritten axialen Position R des Schieberelementes 35 ist der erste Anschluss 6 mit dem dritten gehäuseseitigen Anschluss 5 verbunden, über den mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Druckräume der Schaltelemente B, D und F zur Darstellung der Notgangübersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt mit dem Hochdruckbereich verbindbar sind und mit zu einem vollständig geschlossenen Betriebszustand äquivalenten Betätigungsdruck beaufschlagt werden. In der vierten axialen Position P des Schieberelementes 35 ist der erste Anschluss 6 wiederum von den weiteren gehäuseseitigen Anschlüssen des Wählschiebers 31 getrennt und in der Getriebeeinrichtung 11 ist die Parksperre eingelegt, zu dem die Abtriebswelle 13 festgehalten ist.
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Darüber hinaus ist der dritte Anschluss 5 bei der in axialer Richtung bauraumgünstigen Ausführung des Wählschiebers 31 permanent mit dem vierten Anschluss 39 verbunden, der in der ersten und zweiten axialen Position D und N des Schieberelementes 35 mit dem fünften Anschluss 4 in Wirkverbindung steht, der wiederum mit einem Niederdruckbereich 41 verbunden ist. Der Druck des Niederdruckbereiches 41 entspricht im Wesentlichen einem Vorbefülldruckniveau der Vorrichtung 1, das in geöffnetem Betriebszustand der Schaltelemente A bis F jeweils einem Leerlaufen von den Schaltelementen A bis F jeweils zugeordneten Druckräumen entgegenwirkt.
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Des Weiteren steht der dritte Anschluss 5 des Wählschiebers 31 in der vierten axialen Position P des Schieberelementes 35 mit dem dauerhaft mit dem Niederdruckbereich 41 verbundenen und in axialer Richtung zwischen dem vierten Anschluss 39 und dem dritten Anschluss 5 angeordneten sechsten gehäuseseitigen Anschluss 40 in Wirkverbindung. Der zweite Anschluss 7 ist mit dem siebten gehäuseseitigen Anschluss 8 verbunden, der auf der zu dem ersten Anschluss 6 abgewandten Seite des zweiten Anschlusses 7 vorgesehen ist und nur in der ersten axialen Position D des Schieberelementes 35 von dem dauerhaft mit dem Niederdruckbereich 41 verbundenen achten Anschluss 9 getrennt ist.
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Das Schieberelement 35 der Vorrichtung 1 stellt einen Ventilschieber des als 5/4-Wegeventil ausgeführten Wählschiebers 31 dar. Ein Hubweg des Schieberelementes 35 ist zwischen der dritten axialen Position R und der vierten axialen Position P doppelt so groß wie der Hubweg der ersten axialen Position D und der zweiten axialen Position N sowie zwischen der zweiten axialen Position N und der dritten axialen Position R des Schieberelementes 35.
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Das Schieberelement 35 ist in der in 9 und 10 näher dargestellten Art und Weise über ein Mitnehmerelement 42 mit einer beabstandet zum Schieberelement 35 angeordneten und fahrerseitig drehbaren Rastenscheibe 43 wirkverbunden und in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Rastenscheibe 43 in axialer Richtung verschiebbar ausgeführt. Die Rastenscheibe 43 ist mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Stift ausgeführt, der in eine Nut 44 des Mitnehmerelementes 42 eingreift. Das Mitnehmerelement 42 ist über einen Passstift 45 in axialer Richtung geführt, wobei der Passstift 45 im Bereich seiner Enden 46 und 47 in ebenfalls nicht näher dargestellter Art und Weise im Gehäuse 2 gelagert ist.
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Die Rastenscheibe 43 weist einen Bereich 48 auf, der in einer zum Parkbetriebszustand der Getriebeeinrichtung 11 äquivalenten Drehstellung der Rastenscheibe 43 mit einer Sensoreinrichtung derart zusammenwirkt, dass über die Sensoreinrichtung der Parkbetriebszustand der Getriebeeinrichtung 11 erkannt wird. Ein fahrerseitig betätigbarer Wählhebel ist über eine Seilzugeinrichtung 49 mit einem mit der Rastenscheibe 43 wirkverbundenen und angefederten Hebelelement 50 gekoppelt.
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Bezugszeichen
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Schieberelement
- 4
- fünfter Anschluss
- 5
- dritter Anschluss
- 6
- erster Anschluss
- 7
- zweiter Anschluss
- 8
- siebter Anschluss
- 9
- achter Anschluss
- 10
- Hochdruckbereich
- 11
- Getriebeeinrichtung
- 12
- Antriebswelle
- 13
- Abtriebswelle
- 14, 15
- Aktor
- 16, 17
- Aktor
- 18, 19
- Ventileinrichtung
- 20, 21
- Ventileinrichtung
- 22
- Hydraulikpumpe
- 23
- Druckseite
- 24
- Systemdruckventil
- 25
- Aktor
- 26
- Druckreduzierventil
- 27
- Aktor
- 28
- Selbsthalteventileinrichtung
- 29
- Federeinrichtung
- 30
- Ventilschieber
- 31
- Wählschieber
- 32 bis 34
- Federeinrichtung
- 35
- Schieberelement
- 36
- Leitung
- 37
- Oderventil
- 38
- Leitung
- 39
- vierter Anschluss
- 40
- sechster Anschluss
- 41
- Niederdruckbereich
- 42
- Mitnehmerelement
- 43
- Rastenscheibe
- 44
- Nut
- 45
- Passstift
- 46, 47
- Ende des Passstiftes
- 48
- Bereich der Rastenscheibe
- 49
- Seilzugeinrichtung
- 50
- Hebelelement
- 51
- Federeinrichtung
- „1“ bis „9“
- Übersetzung für Vorwärtsfahrt
- „R“
- Übersetzung für Rückwärtsfahrt
- A bis F
- Schaltelement
- D
- Wählschieberposition für den Vorwärtsfahrtbetriebszustand der Getriebeeinrichtung
- N
- Wählschieberposition für einen Neutralbetriebszustand der Getriebeeinrichtung
- P
- Wählschieberposition für Parkbetriebszustand der Getriebeeinrichtung
- p_B
- Betätigungsdruck
- p_D
- Betätigungsdruck
- p_E
- Betätigungsdruck
- p_F
- Betätigungsdruck
- p_red
- Drucksignal, Druckhaltesignal
- p_sys
- Systemdruck
- p_VS
- Vorsteuerdruck
- P1 bis P4
- Planetenradsatz
- R
- Wählschieberposition für den Rückwärtsfahrtbetriebszustand der Getriebeeinrichtung
