DE102011103416B4

DE102011103416B4 - Elektrohydraulisches und elektromechanisches Steuersystem für ein Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102011103416B4
Application number: DE201110103416
Authority: DE
Inventors: Vijay A. Neelakantan; Bret M. Olson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2031-06-07
Also published as: CN102278463A; US20110303049A1; CN102278463B; US8844392B2; DE102011103416A1

Abstract

Steuersystem (100) zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) zumindest eine Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) aufweist, wobei das Steuersystem (100) umfasst: ein Antriebsaggregat (102) zum selektiven Liefern eines Ausgangsdrehmoments in einer ersten Drehrichtung und eines Ausgangsdrehmoments in einer zweiten Drehrichtung an ein erstes Ausgangselement (104) sowie ein zweites Ausgangselement (106); eine Pumpe (112), die mit dem Antriebsaggregat (102) verbunden ist, wobei das Ausgangsdrehmoment die Pumpe (112) antreibt, um Hydraulikdruckfluid (114) an das Getriebe (10) zu liefern; eine Einwegeinrichtung (122), die zwischen dem Antriebsaggregat (102) und der Pumpe (112) angeordnet ist, wobei die Einwegeinrichtung (122) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment nur in der ersten Drehrichtung von dem Antriebsaggregat (102) auf die Pumpe (112) zu übertragen; eine Drehmomentübertragungseinrichtung (142), die mit dem zweiten Ausgangselement (106) verbunden ist, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (142) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment selektiv von dem zweiten Ausgangselement (106) in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung zu übertragen; einen Nocken (132), der mit der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) verbunden ist, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung aufzunehmen, wobei der Nocken (132) zumindest eine Nut (134A–C) umfasst, die eine Ausgestaltung aufweist, die mehreren Stellungen der Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) entspricht; zumindest eine Schaltgabel (136A–C), die in der zumindest einen Nut (134A–C) angeordnet ist, wobei die Schaltgabel (136A–C) betreibbar ist, um die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zu verschieben, und wobei eine Drehung des Nockens (132) die Schaltgabel (136A–C) und die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zwischen zumindest einer neutralen Stellung und einer eingerückten Stellung verschiebt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes, und genauer ein elektrohydraulisches und elektromechanisches Steuersystem, das einen Nocken aufweist, der betreibbar ist, um mehrere Synchroneinrichtungen innerhalb des Doppelkupplungsgetriebes zu betätigen. Ferner betrifft die Erfindung ein Getriebe.
HINTERGRUND
Ein typisches Mehrgang-Doppelkupplungsgetriebe benutzt eine Kombination aus zwei Reibkupplungen und mehreren Klauenkupplungen/Synchroneinrichtungen, um ein Schalten mit ständigem Drehmoment oder ein dynamisches Schalten zu erreichen, indem zwischen einer Reibkupplung und der anderen abgewechselt wird, wobei die Synchroneinrichtungen für das herankommende Verhältnis ”vorgewählt” werden, bevor das dynamische Schalten tatsächlich vorgenommen wird. Ein Schalten mit ”ständigem Drehmoment” bedeutet, dass der Drehmomentfluss von der Maschine nicht unterbrochen werden muss, bevor das Schalten vorgenommen wird. Dieses Konzept benutzt typischerweise Vorgelegewellenzahnräder mit einem unterschiedlichen, dedizierten Zahnradpaar oder -satz, um jeden Vorwärtsgang zu erreichen. Typischerweise wird ein elektronisch gesteuerter hydraulischer Steuerkreis oder ein elektronisch gesteuertes hydraulisches Steuersystem angewandt, um Magnetventile und Ventilanordnungen zu steuern. Die Magnetventil- und Ventilanordnungen betätigen Kupplungen und Synchroneinrichtungen, um die Vorwärts- und Rückwärtsgänge zu erreichen.
Obgleich frühere hydraulische Steuersysteme für ihren vorgesehenen Zweck brauchbar waren, ist der Bedarf für neue und verbesserte hydraulische Steuersystemkonfigurationen in Getrieben, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten der erhöhten Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Sicherheit aus, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend gibt es einen Bedarf für ein verbessertes, kostengünstiges, hydraulisches Steuersystem zur Verwendung in einem Doppelkupplungsgetriebe.
Die Druckschrift US 6 012 561 A beschreibt ein herkömmliches Doppelkupplungsgetriebe, bei dem die Schaltwalze durch einen Elektromotor und die Hydraulikpumpe mechanisch durch das Zwischenrad des Rückwärtsgangs angetrieben werden.
Die Druckschrift DE 101 60 884 A1 beschreibt ein Doppelkupplungsgetriebe, bei dem die Hydraulikpumpe durch einen geregelten Elektromotor angetrieben wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein Steuersystem zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes vorgesehen. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst zumindest eine Synchroneinrichtungsanordnung. Das Steuersystem umfasst ein Antriebsaggregat zum selektiven Liefern eines Ausgangsdrehmoments in einer ersten Drehrichtung und eines Ausgangsdrehmoments in einer zweiten Drehrichtung an ein erstes Ausgangselement sowie ein zweites Ausgangselement. Eine Einwegeinrichtung ist mit dem ersten Ausgangselement verbunden und ist betreibbar, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung dort hindurch zu übertragen. Eine Pumpe ist mit der Einwegeinrichtung verbunden, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung aufzunehmen. Das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung treibt die Pumpe an, um Hydraulikdruckfluid an das Getriebe zu liefern. Eine Drehmomentübertragungseinrichtung ist mit dem zweiten Ausgangselement verbunden. Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist betreibbar, um das Ausgangsdrehmoment selektiv von dem zweiten Ausgangselement in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung zu übertragen. Eine Drehmomentvervielfachungseinrichtung, wie etwa ein Getriebekopf, ist mit der Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden und nimmt das Ausgangsdrehmoment in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung auf und wird verwendet, um Drehmoment zu vervielfachen und die Drehzahl zu verringern. Ein Nocken ist mit der Drehmomentvervielfachungseinrichtung, wie etwa einem Getriebekopf, verbunden und nimmt Ausgangsdrehmoment in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung auf. Der Nocken umfasst zumindest eine Nut, die eine Ausgestaltung aufweist, die mehreren Stellungen der Synchroneinrichtungsanordnung entspricht. Zumindest eine Schaltgabel ist in der zumindest einen Nut angeordnet und ist betreibbar, um die Synchroneinrichtungsanordnung zu verschieben. Eine Drehung des Nockens verschiebt die Schaltgabel und die Synchroneinrichtungsanordnung zwischen zumindest einer neutralen Stellung und einer eingerückten Stellung.
In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der Nocken ein Walzennocken und die Nut umgibt den Walzennocken.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet das Steuersystem ein einziges Antriebsaggregat, um die hydraulisch betriebenen Kupplungen sowie die Synchroneinrichtungen in dem Doppelkupplungsgetriebe zu steuern.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung rotiert der Walzennocken um eine erste Achse, und die Schaltgabel ist entlang einer zweiten Achse zwischen der neutralen und der eingerückten Stellung verschiebbar und die erste Achse ist parallel zu der zweiten Achse.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Drehmomentübertragungseinrichtung durch ein Ein/Aus-Ventil oder ein Magnetventil selektiv betätigbar.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung und dem Nocken gelegen, wobei der Sensor betreibbar ist, um eine Drehstellung des Nockens relativ zu der Schaltgabel zu erfassen.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltgabel ein Gabelende in Eingriff mit der Synchroneinrichtungsanordnung und ein zweites Ende, das in der Nut angeordnet ist.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Ende der Schaltgabel ein Wälzlager, das in der Nut angeordnet ist und zulässt, dass die Schaltgabel in der Nut läuft, wenn der Nocken rotiert.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen auf das gleiche Bauteil, Element oder Merkmal verweisen.
WEITERE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung sind das Antriebsaggregat, die Pumpe, die Einwegeinrichtung und die Drehmomentübertragungseinrichtung koaxial mit der ersten Achse.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung betreibt das Ausgangsdrehmoment die Pumpe in der ersten Drehrichtung, um Hydraulikfluid aus einem Sumpf zu einem Ventilkörper zu verdrängen und unter Druck zu setzen.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Einwegeinrichtung eine Einwegkupplung.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Drehmomentübertragungseinrichtung eine hydraulisch betätigte Kupplung.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung wird die Drehmomentvervielfachungseinrichtung, wie etwa ein Getriebekopf, zum Erhöhen des Drehmoments und zum Verringern der Drehzahl des Antriebsaggregats, das/die an den Nocken ausgegeben wird, verwendet.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Antriebsaggregat ein Elektromotor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Doppelkupplungs-Automatikgetriebes, das ein Steuersystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält; und
2 ist ein schematisches Diagramm des Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhaftes Doppelkupplungs-Automatikgetriebe, das die vorliegende Erfindung enthält, veranschaulicht und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst ein typischerweise gegossenes Metallgehäuse 12, das die verschiedenen Bauteile des Getriebes 10 umschließt und schützt. Das Gehäuse 12 umfasst eine Vielfalt von Öffnungen, Durchgängen, Schultern und Flanschen, die diese Bauteile positionieren und abstützen. Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle 14, eine Ausgangswelle 16, eine Doppelkupplungsanordnung 18 und eine Zahnradanordnung 20. Die Eingangswelle 14 ist mit einem Antriebsaggregat (nicht gezeigt), wie etwa einer Gas- bzw. Benzin- oder Diesel-Brennkraftmaschine oder einer Hybridkraftanlage, verbunden. Die Eingangswelle 14 nimmt Eingangsdrehmoment oder Eingangsleistung von dem Antriebsaggregat auf. Die Ausgangswelle 16 ist bevorzugt mit einer Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden, die zum Beispiel Gelenkwellen, Differenzialanordnungen und Antriebsachsen umfassen kann. Die Eingangswelle 14 ist mit der Doppelkupplungsanordnung 18 gekoppelt und treibt diese an. Die Doppelkupplungsanordnung 18 umfasst bevorzugt ein Paar selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtungen, die eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung 22 und eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 24 umfassen. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 22, 24 werden wechselseitig ausschließlich eingerückt, um Antriebsdrehmoment an die Zahnradanordnung 20 zu liefern.
Die Zahnradanordnung 20 umfasst mehrere Zahnradsätze, die allgemein durch Bezugszeichen 26 angegeben sind, und mehrere Wellen, die allgemein durch Bezugszeichen 28 angegeben sind. Die mehreren Zahnradsätze 26 umfassen einzelne kämmende Zahnräder, die mit den mehreren Wellen 28 verbunden oder selektiv verbindbar sind. Die mehreren Wellen 28 können Gegenwellen, Vorgelegewellen, Hohl- und Mittelwellen, Rückwärtsgang- oder Loswellen oder Kombinationen davon umfassen. Es ist festzustellen, dass die spezifische Anordnung und Anzahl der Zahnradsätze 26 und die spezifische Anordnung und Anzahl der Wellen 28 in dem Getriebe 10 variieren kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Zahnradanordnung 20 umfasst ferner eine erste Synchroneinrichtungsanordnung 30A, eine zweite Synchroneinrichtungsanordnung 30B und eine dritte Synchroneinrichtungsanordnung 30C. Es ist festzustellen, dass die Zahnradanordnung 20 irgendeine Zahl von Synchroneinrichtungsanordnungen 30 umfassen kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Synchroneinrichtungsanordnungen 30A–C sind betreibbar, um einzelne Zahnräder in den mehreren Zahnradsätzen 26 selektiv mit den mehreren Wellen 28 zu koppeln. Jede Synchroneinrichtungsanordnung 30A–C ist entweder benachbart zu bestimmten einzelnen Zahnrädern oder zwischen benachbarten Paaren von Zahnrädern innerhalb benachbarter Zahnradsätze 26 angeordnet. Jede Synchroneinrichtungsanordnung 30A–C synchronisiert, wenn sie aktiviert ist, die Drehzahl eines Zahnrades mit der einer Welle unter Verwendung einer formschlüssigen Kupplung, wie etwa einer Klauen-, Belags- oder Kegelkupplung. Die Kupplung verbindet oder koppelt das Zahnrad fest mit der Welle. Die Kupplung wird bidirektional verschoben, wenn die Synchroneinrichtungsanordnungen 30A–C betätigt werden, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Das Getriebe umfasst auch ein Getriebesteuermodul 32. Das Getriebesteuermodul 32 ist bevorzugt eine elektronische Steuereinrichtung, die einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor, Steuerlogik, Speicher, der dazu verwendet wird, Daten zu speichern, und mindestens eine E/A-Peripherie aufweist. Die Steuerlogik umfasst mehrere Logikroutinen zum Überwachen, Manipulieren und Erzeugen von Daten. Das Getriebesteuermodul 32 steuert die Betätigung der Doppelkupplungsanordnung 18 und der Synchroneinrichtungsanordnungen 30A–C über ein Steuersystem 100 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Es ist festzustellen, dass das Getriebesteuermodul ein allein stehender Controller sein kann, oder dass die Funktionalität in anderen Fahrzeug-Controllern (z. B. PCM) integriert sein kann.
Der 2 zugewandt und unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 ist das Steuersystem 100 der vorliegenden Erfindung betreibbar, um die Doppelkupplungsanordnung 18 und die Synchroneinrichtungsanordnungen 30A–C selektiv einzurücken, indem die Doppelkupplungsanordnung 18 selektiv hydraulisch betätigt wird und die Synchroneinrichtungsanordnungen 30A–C selektiv mechanisch betätigt werden. Das Steuersystem 100 wird durch ein Antriebsaggregat oder einen Motor 102 mit Leistung beaufschlagt. Der Motor 102 ist bevorzugt ein Elektromotor, obwohl verschiedene andere Typen von Antriebsaggregaten angewandt werden können. Der Motor 102 liefert Ausgangsdrehmoment an eine erste Welle oder ein erstes Element 104 und an eine zweite Welle oder ein zweites Element 106. Es ist festzustellen, dass die Wellen 104 und 106 separate Wellen oder ein einziges einheitliches Element sein können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das Ausgangsdrehmoment kann selektiv an die Wellen 104 und 106 in jeder Drehrichtung (d. h. im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn) aufgebracht werden.
Der Motor 102 liefert Ausgangsdrehmoment an zwei Teilsysteme in dem Steuersystem 100: ein hydraulisches Steuer-Teilsystem 108 zum selektiven Betätigen der Doppelkupplungsanordnung 18 und ein mechanisches Steuer-Teilsystem 110 zum selektiven Betätigen der Synchroneinrichtungsanordnungen 30A–C. Das hydraulische Steuer-Teilsystem 108 umfasst eine Pumpe 112, die ein Hydraulikfluid 114 aus einem Sumpf 116 an einen Ventilkörper 118 übermittelt. Der Sumpf 116 ist ein Tank oder Behälter, der bevorzugt an der Unterseite des Getriebegehäuses 12 angeordnet ist, zu welchem das Hydraulikfluid 114 von verschiedenen Bauteilen und Bereichen des Automatikgetriebes 10 zurückkehrt und sich darin sammelt. Das Hydraulikfluid 114 wird über die Pumpe 112 aus dem Sumpf 116 gedrückt und an den Ventilkörper 118 übermittelt. Die Pumpe 112 ist zum Beispiel eine Zahnradpumpe, eine Flügelpumpe, eine Innenzahnradpumpe oder irgendeine andere Verdrängerpumpe. Die Pumpe 112 ist durch den Motor 102 angetrieben. In dem angeführten Beispiel umfasst die Pumpe 112 eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 120, das mit der ersten Ausgangswelle 104 des Motors 102 durch eine Einwegeinrichtung 122 verbunden ist. Die Einwegeinrichtung 122 ist durch den Motor 102 angetrieben und lässt zu, dass das Ausgangsdrehmoment von dem Motor 102 in der ersten Drehrichtung auf die Antriebswelle 120 übermittelt wird, während verhindert wird, dass Ausgangsdrehmoment von dem Motor 102 in der zweiten Drehrichtung zu der Antriebswelle 120 übermittelt wird. Die Einwegeinrichtung 122 kann zum Beispiel eine Einwegkupplung, wie etwa eine Freilaufkupplung oder Wälzkörperkupplung, sein, und sie kann wählbar sein. Wenn die Pumpe 112 in beiden Drehrichtungen betreibbar ist, in welchen der Eingang und der Ausgang der Pumpe die Funktionalität umschalten, braucht die Einwegeinrichtung 122 nicht angewandt zu werden.
Der Ventilkörper 118 umfasst mehrere Fluiddurchgänge, Ventile und/oder Magnetventile, die arbeiten, um das Hydraulikfluid 114 verschiedenen Bauteilen des Getriebes 10 zuzuführen. Zum Beispiel kann der Ventilkörper 118 verwendet werden, um die Doppelkupplungseinrichtung 18 zu betätigen und um Schmierung und Kühlung für verschiedene Bauteile in dem Getriebe 10 vorzusehen.
Das mechanische Steuer-Teilsystem 110 umfasst eine Antriebswelle 130, die mit einem Schaltwalzennocken 132 verbunden ist. Der Schaltwalzennocken ist um eine Achse ”A” in jeder Drehrichtung (d. h. im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn) drehbar, wenn er durch die Antriebswelle 130 angetrieben wird. Der Schaltwalzennocken 132 umfasst mehrere Nockennuten 134A, 134B und 134C, die jeweils einer der mehreren Synchroneinrichtungen 30A, 30B und 30C entsprechen. Es ist festzustellen, dass jede Zahl von Nockennuten an dem Schaltwalzennocken 132 enthalten sein kann, die jeder Zahl von Synchroneinrichtungen entspricht, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Nockennuten 134A–C sind programmiert oder ausgestaltet, um die Synchroneinrichtungen 30A–C relativ zu der Drehstellung des Schaltwalzennockens 132 zu bewegen, einzurücken und auszurücken. Zum Beispiel sind die Synchroneinrichtungen 30A–C mit ihrer jeweiligen Nockennut 134A–C über Schaltgabeln 136A, 136B bzw. 136C verbunden. Die Schaltgabeln 136A–C umfassen jeweils ein gegabeltes Ende 138A–C, das jeweils die Synchroneinrichtungen 30A–C greift oder auf andere Weise damit in Eingriff steht, und ein entgegengesetztes Ende, das ein Merkmal 140A–C aufweist, das jeweils entlang der Nut 134A–C läuft. Das Merkmal 140A–C kann zum Beispiel ein Stift oder Wälzlager oder irgendein anderes Merkmal sein, das einen Durchmesser oder eine Abmessung aufweist, die kleiner als die der Breite der Nut 134A–C ist. Die Merkmale 140A–C sind jeweils in den Nockennuten 134A–C angeordnet. Die Merkmale 140A–C lassen zu, dass die Schaltgabeln 136A–C in den Nockennuten 134A–C gleiten und mit diesen laufen, wenn sich die Schaltnockenwalze 132 dreht.
In dem angeführten Beispiel ist jede Synchroneinrichtung 30A–C bidirektional zwischen einer ersten eingerückten Stellung, einer zweiten eingerückten Stellung und einer neutralen Stellung verschiebbar. Die Nockennuten 134A–C sind derart ausgestaltet, dass eine gewünschte Synchroneinrichtung 30A–C oder Kombination aus Synchroneinrichtungen 30A–C in einer der eingerückten Stellungen oder einer neutralen Stellung ist, wodurch gewünschte Zahnradsätze in dem Getriebe 10 mit rotierenden Welle verbunden sind, um die gewünschten Vorwärts- und Rückwärtsgänge vorzusehen. Die Nockennuten 134A–C umgeben jeweils die Außenfläche 135 des Schaltwalzennockens 132. 2 veranschaulicht eine Ausgestaltung einer einfachen Nockennut 134A–C, wobei die zweite Synchroneinrichtung 30B in einer ersten eingerückten Stellung ist, während die Synchroneinrichtungen 30A und 30C in einer neutralen Stellung sind. Wenn sich die Schaltnockenwalze 132 dreht, folgen oder laufen die Schaltgabeln 136A–C in den Nockennuten 134A–C und werden selektiv entlang einer Schaltachse ”B” verschoben. Die Achse ”B” ist parallel zu und verschoben von der Achse ”A” des Schaltwalzennockens 132. Durch Konfigurieren der Form der Nockennuten 134A–C relativ zueinander können die komplexe Einrückung und Ausrückung irgendeiner Zahl und Kombination von Synchroneinrichtungen auf der Basis von der Drehstellung des Schaltwalzennockens 132 relativ zu den Schaltgabeln der Synchroneinrichtungen erreicht werden.
Die Antriebswelle 130 ist antriebstechnisch mit der zweiten Welle 106 des Motors 102 durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung 142 verbunden. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 142 ist betreibbar, um die zweite Welle 106 selektiv mit der Antriebswelle 130 zu koppeln, um den Schaltwalzennocken 132 selektiv zu drehen. In dem angeführten Beispiel ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 142 eine hydraulisch betätigte Kupplung, die durch eine Steuereinrichtung 143 betätigt wird. Jedoch können andere Verfahren einer Betätigung angewandt werde, wie etwa elektromechanisch, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Steuereinrichtung 143 kann ein Magnetventil sein, das durch den Controller 32 gesteuert wird, oder ein Ein/Aus-Ventil, das in dem Ventilkörper 118 angeordnet ist. Die Steuereinrichtung 143 trennt den Schaltwalzennocken 132 von dem Motor 102, wenn die Pumpe 112 mit einer Betriebsdrehzahl gedreht wird, und wird durch den Controller 32 gesteuert.
Ein Stellungssensor 144 und ein Aufnehmermagnet 146 sind auf der Antriebswelle 130 angeordnet. Der Stellungssensor 144 ist betreibbar, um eine Drehstellung des Schaltwalzennockens 132 zu ermitteln und somit die Schaltsteuerung zu unterstützen. Dementsprechend kann der Stellungssensor 144 verschiedene Formen annehmen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann der Stellungssensor 144 einen Hall-Effekt-Sensor benachbart zu der Drehmomentvervielfachungseinrichtung, wie etwa einem Getriebekopf 148, umfassen. Der Sensor 144 kann auch ein magnetisiertes Element sein, das drehfest mit der Antriebswelle 130 ist. Die Drehmomentvervielfachungseinrichtung 148 ist auch relativ zu der Antriebswelle 130 drehfest. Die Drehmomentvervielfachungseinrichtung 148 vervielfacht Drehmoment von dem Motor 102 zu dem Schaltwalzennocken 132, während sie die Ausgangsdrehzahl verringert. Der Sensor 144 übermittelt die Drehstellung der Drehmomentvervielfachungseinrichtung 148, und daher der Antriebswelle 130 und des Schaltwalzennockens 132, an den Controller 32, um bei der Schaltsteuerung zu unterstützen. Der Sensor 144 und der Aufnehmermagnet 146 könnten auf jeder Seite der Drehmomentvervielfachungseinrichtung 148 gelegen sein. Für eine gegebene Sensorauflösung kann es vorteilhaft sein, den Sensor zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung 142 und der Drehmomentvervielfachungseinrichtung 148 zu platzieren.
Während des Betriebs des Steuersystems 100 wird der Motor 102 von dem Controller 32 gesteuert, um die Pumpe 112 derart zu betreiben, dass das hydraulische Steuer-Teilsystem 108 betrieben wird, und der Schaltwalzennocken 132 in zwei Drehrichtungen gedreht wird, um eine Schaltsteuerung an dem Getriebe 10 vorzusehen. Die Einwegkupplung 122 verhindert, dass die Pumpe 112 in einer Richtung rotiert, die den Betrieb der Pumpe 112 umkehren würde, wenn der Motor 102 in einer solchen Richtung arbeitet, um eine Synchroneinrichtungsanordnung 30A–C über eine Drehung des Schaltwalzennockens 132 zu betätigen. Der Motor 102, die Drehmomentübertragungseinrichtung 142 und die Drehmomentvervielfachungseinrichtung 148 werden verwendet, um die Drehstellung des Schaltwalzennockens 132 zu steuern, wodurch die Einrückung und Ausrückung der Synchroneinrichtungen 30A–C gesteuert wird. Das Verwenden eines einzigen Motors 102 zur hydraulischen Kupplungsbetätigung sowie zur Walzennocken-Schaltbetätigung verringert die Komplexität des Systems. Zusätzlich erfordert das Steuersystem 100 nur einen einzigen Sensor zur Schaltsteuerung.

Claims

Steuersystem (100) zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) zumindest eine Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) aufweist, wobei das Steuersystem (100) umfasst: ein Antriebsaggregat (102) zum selektiven Liefern eines Ausgangsdrehmoments in einer ersten Drehrichtung und eines Ausgangsdrehmoments in einer zweiten Drehrichtung an ein erstes Ausgangselement (104) sowie ein zweites Ausgangselement (106); eine Pumpe (112), die mit dem Antriebsaggregat (102) verbunden ist, wobei das Ausgangsdrehmoment die Pumpe (112) antreibt, um Hydraulikdruckfluid (114) an das Getriebe (10) zu liefern; eine Einwegeinrichtung (122), die zwischen dem Antriebsaggregat (102) und der Pumpe (112) angeordnet ist, wobei die Einwegeinrichtung (122) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment nur in der ersten Drehrichtung von dem Antriebsaggregat (102) auf die Pumpe (112) zu übertragen; eine Drehmomentübertragungseinrichtung (142), die mit dem zweiten Ausgangselement (106) verbunden ist, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (142) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment selektiv von dem zweiten Ausgangselement (106) in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung zu übertragen; einen Nocken (132), der mit der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) verbunden ist, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung aufzunehmen, wobei der Nocken (132) zumindest eine Nut (134A–C) umfasst, die eine Ausgestaltung aufweist, die mehreren Stellungen der Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) entspricht; zumindest eine Schaltgabel (136A–C), die in der zumindest einen Nut (134A–C) angeordnet ist, wobei die Schaltgabel (136A–C) betreibbar ist, um die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zu verschieben, und wobei eine Drehung des Nockens (132) die Schaltgabel (136A–C) und die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zwischen zumindest einer neutralen Stellung und einer eingerückten Stellung verschiebt.
Steuersystem (100) nach Anspruch 1, wobei der Nocken ein Walzennocken (132) ist und die Nut (134A–C) den Walzennocken (132) umgibt.
Steuersystem (100) nach Anspruch 2, wobei der Walzennocken (132) um eine erste Achse (A) rotiert und die Schaltgabel (136A–C) entlang einer zweiten Achse (B) zwischen der neutralen und eingerückten Stellung verschiebbar ist, und wobei die erste Achse (A) parallel zu der zweiten Achse (A) ist.
Steuersystem (100) zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) zumindest eine Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) aufweist, wobei das Steuersystem (100) umfasst: ein Antriebsaggregat (102) zum selektiven Liefern eines Ausgangsdrehmoments in einer ersten Drehrichtung und eines Ausgangsdrehmoments in einer zweiten Drehrichtung an ein erstes Ausgangselement (104) sowie ein zweites Ausgangselement (106); eine Einwegkupplung (122), die mit dem ersten Ausgangselement (104) verbunden ist, wobei die Einwegkupplung (122) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment nur in der ersten Drehrichtung dort hindurch zu übertragen; eine Pumpe (112), die mit der Einwegkupplung (122) verbunden ist, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung aufzunehmen, wobei das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung die Pumpe (112) antreibt, um Hydraulikdruckfluid (114) an die Doppelkupplung (18) des Getriebes (10) zu liefern; eine Drehmomentübertragungseinrichtung (142), die mit dem zweiten Ausgangselement (106) verbunden ist, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (142) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment selektiv von dem zweiten Ausgangselement (106) in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung zu übertragen; eine Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148), die mit der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) verbunden ist, wobei die Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148) ausgestaltet ist, um das Drehmoment von der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) zu vervielfachen; einen Walzennocken (132), der mit der Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148) verbunden ist, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung aufzunehmen, wobei der Walzennocken (132) zumindest ein Nut (134A–C) umfasst, die eine Außenfläche des Wagennockens (132) umgibt und eine Ausgestaltung aufweist, die mehreren Stellungen der Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) entspricht; zumindest eine Schaltgabel (136A–C), die in der zumindest einen Nut (134A–C) angeordnet ist, wobei die Schaltgabel (136A–C) betreibbar ist, um die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zu verschieben, und wobei eine Drehung des Nockens (132) die Schaltgabel (136A–C) und die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zwischen zumindest einer neutralen Stellung und einer eingerückten Stellung verschiebt.
Steuersystem (100) nach Anspruch 4, wobei der Walzennocken (132) um eine erste Achse (A) rotiert und die Schaltgabel (136A–C) entlang einer zweiten Achse (B) zwischen der neutralen und eingerückten Stellung verschiebbar ist, und wobei die erste Achse (A) parallel zu der zweiten Achse (B) ist.
Steuersystem (100) nach Anspruch 4, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (142) durch ein Ein/Aus-Ventil oder ein Magnetventil selektiv betätigbar ist.
Steuersystem (100) nach Anspruch 4, das ferner einen Sensor (144) umfasst, der zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) und der Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148) gelegen ist, sodass der Sensor (144) darin betreibbar ist, um eine Drehstellung des Nockens (132) relativ zu der Schaltgabel (136A–C) zu erfassen.
Steuersystem (100) nach Anspruch 4, wobei die Schaltgabel (136A–C) ein Gabelende (138A–C) in Eingriff mit der Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) und ein zweites Ende, das in der Nut (134A–C) angeordnet ist, umfasst, und wobei das zweite Ende der Schaltgabel (136A–C) ein Merkmal (140A–C) umfasst, das in der Nut (134A–C) angeordnet ist und zulässt, dass die Schaltgabel (136A–C) in der Nut (134A–C) gleiten und folgen kann, wenn der Nocken (132) rotiert.
Getriebe (10), umfassend: eine Doppelkupplungsanordnung (18); zumindest eine Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C); ein Antriebsaggregat (102) zum selektiven Liefern eines Ausgangsdrehmoments in einer ersten Drehrichtung und eines Ausgangsdrehmoments in einer zweiten Drehrichtung an ein erstes Ausgangselement (104) sowie ein zweites Ausgangselement (106); eine Einwegkupplung (122), die mit dem ersten Ausgangselement (104) verbunden ist, wobei die Einwegkupplung (122) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment nur in der ersten Drehrichtung dort hindurch zu übertragen; eine Pumpe (112), die mit der Einwegkupplung (122) verbunden ist, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung aufzunehmen, wobei das Ausgangsdrehmoment in der ersten Drehrichtung die Pumpe (112) antreibt, um Hydraulikdruckfluid (114) zu liefern, einen Ventilkörper (118) zum Aufnehmen des Hydraulikdruckfluids (114) von der Pumpe (112), wobei der Ventilkörper (118) betreibbar ist, um die Doppelkupplungsanordnung (18) selektiv zu betätigen; eine Drehmomentübertragungseinrichtung (142), die mit dem zweiten Ausgangselement (106) verbunden ist, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (142) betreibbar ist, um das Ausgangsdrehmoment selektiv von dem zweiten Ausgangselement (106) in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung zu übertragen; eine Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148), die mit der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) verbunden ist, wobei die Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148) ausgestaltet ist, um Drehmoment von der Drehmomentübertragungseinrichtung (142) zu vervielfachen; einen Walzennocken (132), der mit der Drehmomentvervielfachungseinrichtung (148) verbunden ist, um das Ausgangsdrehmoment in der ersten sowie der zweiten Drehrichtung aufzunehmen, wobei der Walzennocken (132) zumindest ein Nut (134A–C) umfasst, die eine Außenfläche des Warennockens (132) umgibt und eine Ausgestaltung aufweist, die mehreren Stellungen der Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) entspricht; zumindest eine Schaltgabel (136A–C), die in der zumindest einen Nut (134A–C) angeordnet ist, wobei die Schaltgabel (136A–C) betreibbar ist, um die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zwischen den mehreren Synchroneinrichtungsstellungen zu verschieben, und wobei das Antriebsaggregat (102) die Pumpe (112) antreibt, um das Hydraulikdruckfluid (114) zu liefern, das erforderlich ist, um die Doppelkupplungsanordnung (18) zu betätigen, und den Walzennocken (132) rotiert, um die Schaltgabel (136A–C) und die Synchroneinrichtungsanordnung (30A–C) zu verschieben, um selektiv mehrere der Vorwärts- oder Rückwärtsgänge einzulegen.