DE4024712C2 - Hydrodynamisch-mechanisches Gangschaltgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrodynamisch­ mechanisches Gangschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei dem das Drehmoment des Antriebsmotors entweder indirekt über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder direkt durch Umgehung des Drehmomentwandlers an ein mechanisches Gangschaltgetriebe übertragen wird, wobei die Abtriebswelle des Antriebsmotors drehmomentübertragend mit der Antriebswelle des Gangschaltgetriebes verbunden ist.

Ein derartiges Gangschaltgetriebe ist aus der DE-OS-14 55 936 bekannt.

In einem Dieselmotor-Fahrzeug, (im folgenden als "Fahrzeug" bezeichnet) zum Beispiel, ist generell zwischen der Abtriebswelle des Dieselmotors (im folgenden als "Motor", bezeichnet) und der Achse des Fahrzeugs eine
Drehmoment-Übertragungseinrichtung oder ein Gangschaltgetriebe vorgesehen, welches einen Drehmomentwandler und ein Getriebe umfaßt, und dazu verwendet wird, das Abtriebsdrehmoment des Motors zum Getriebe über den Drehmomentwandler während des Betriebs mit hydraulischem Antrieb beim Anfahren des Fahrzeuges zu übertragen, so daß der für die erste Bewegung des Fahrzeugs erforderliche große Drehmomentbetrag dadurch erhalten werden kann, ohne daß Getriebe-Übersetzungsverhältnisse gewechselt werden müßten, indem das Abtriebsdrehmoment zur Achse über das Getriebe übertragen wird. Somit wird das Fahrzeug beim Anfahren wirksam beschleunigt, aber das benötigte Abtriebsdrehmoment verringert sich, sobald das Fahrzeug eine hohe Geschwindigkeit erreicht hat, und der Kraftübertragungsweg der Motorausgangsleistung über den Drehmomentwandler wird umgangen, und das Abtriebsdrehmoment des Motors wird direkt zum Getriebe übertragen.

Soweit wurde das Umschalten von einem Betrieb mit hydraulischem Antrieb während der ersten Bewegung des Fahrzeugs zu einem Direktantrieb-Betrieb durch Umschalten zwischen dem Ineingriffbringen oder Außereingriffsetzen der hydraulischen Antriebskupplung und der Direktantriebs-Kupplung durchgeführt, welche eingangsseitig am Drehmomentwandler vorgesehen ist. Ferner wird dieser Direktantrieb in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit dann zu einem Direktantrieb in einem Bereich hoher Geschwindigkeit umgeschaltet, wobei das Fahrzeug graduell beschleunigt wird. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen stellt Fig. 2 ein Beispiel einer herkömmlichen Drehmoment-Übertragungseinrichtung dieses Typs dar, d. h., in welcher eine mechanische Kupplung als Direktantriebs-Kupplung verwendet wird, wie im folgenden erläutert.

Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt diese im Stand der Technik bekannte mechanische Kupplung eine Direktantriebskupplung 1, einen Drehmomentwandler 5, eine hydraulische Antriebskupplung 20 und ein Gangschaltgetriebe 30, die in Serie geschaltet sind.

Erstens umfaßt die Direktantriebskupplung 1 eine Antriebswelle 4, welche mit dem Schwungrad (nicht gezeigt) eines Dieselmotors, d. h. Motor 2, über eine Kupplung 3 verbunden ist, eine zylindrische Welle 7, die einstückig mit dem Abdeckrad 6 des Drehmoment-Wandlers 5 ausgebildet ist, und ein inneres zylindrisches Teil 7₀, welches axial verschiebbar in einem Spalt untergebracht ist, der zwischen der zylindrischen Welle 7 und der hohlen Turbinenwelle 6₀ auf der Antriebsseite des Drehmomentwandlers 5 gebildet ist, wobei innere und äußere Keilverzahnungen 8 und 9 auf den inneren und äußeren Umfängen des inneren zylindrischen Teiles 7₀ ausgebildet sind, und die die äußere Keilverzahnung 9 immer mit den auf dem Innenumfang der zylindrischen Welle 7 ausgebildeten Keilzähnen 10 in Eingriff steht, während die innere Keilverzahnung 8 mit den Keilzähnen 11 eingreifen kann, die an den äußeren Umfang der hohlen Turbinenwellen 6₀ an der Antriebsseite des Drehmomentwandlers 5 ausgebildet sind. Das die Direktantriebskupplung 1 bildende innere zylindrische Teil ist mit einem äußeren zylindrischen Teil 14 verbunden, das an dem äußeren Umfang des zylindrischen Welle 7 angeordnet ist, um mit dem inneren zylindrischen Teil 7₀ über einen Stift 16 konzentrisch ausgebildet zu sein, wobei der Stift 16 innerhalb eines in Axialrichtung der zylindrischen Welle 7 gebildeten Schlitzes 15 axial bewegbar ist. Das äußere zylindrische Teil 14 weist eine an dessen Außenumfang gebildete Umfangsnut 17 auf, die mit einer in Umfangsrichtung bewegbaren Gabel 18 in Eingriff steht, wobei die Gabel 18 über einen an dem Gehäuse der Drehmoment-Übertragungseinrichtung angebrachten pneumatischen Zylinder 19 verschiebbar ist. Die Gabel 18 kann somit bei Betätigung des pneumatischen Zylinders 19 axial bewegt werden, so daß das innere zylindrische Teil 7₀ über dem Stift 16 zusammen mit dem äußeren zylindrischen Teil 14 auch axial bewegt wird.

Um das Ineingriffbringen oder Außereingriffsetzen des Abdeckrades 6 mit bzw. von dem Laufrad 21 zu ermöglichen, ist des weiteren die hydraulische Antriebskupplung 20 mit antriebsseitigen Kupplungsplatten 22 versehen, die an den inneren Umfang des Abdeckrades 6 verkeilt und axial verschiebbar sind, sowie mit abtriebsseitigen Kupplungsplatten 24 versehen, die an dem einstückig mit dem Laufrad 21 ausgebildeten Vorsprung 23 verkeilt und axial verschiebbar ausgebildet sind, wobei die antriebsseitigen Kupplungsplatten 22 und die antriebsseitigen Kupplungsplatten 24 abwechselnd angeordnet sind, so daß bei einer Betätigung des hydraulisch betätigbaren, in dem Abdeckrad 6 angeordneten Kolbens 25 die Kupplungsplatten 22, 24 gegeneinandergedrückt werden.

Somit wird die Kraft des Motors 2 von der hohlen Turbinenwelle 6 zur Turbinenwelle 27 über eine Keilverzahnung 26 übertragen, nachdem diese zwischen einer Übertragung entweder über die Direktantriebskupplung 1 oder den Drehmomentwandler 5 geschaltet wird. Die Turbinenwelle 27 ist über eine Kopplung 28 mit der Antriebswelle 30₀ des Gangschaltgetriebes 30 verbunden, wobei die Antriebswelle 30₀ ein Rückwärtsgangstufenrad 31 für Langsamlauf und ein Rückwärtsgangstufenrad 32 für Schnellauf drehbar hält. Des weiteren sind mechanische Kupplungen 41 und 42 zum selektiven Übertragen der Drehung der Antriebswelle 30₀ an das Gangstufenrad 31 oder das Gangstufenrad 32 für Schnellauf vorgesehen. Die mechanischen Kupplungen 41 und 42 umfassen ein Verschiebungsteil 36, das an der Antriebswelle 30₀ verkeilt und zur axialen Verschiebung durch die Gabel 33 über den pneumatischen Zylindern 34 und 35 angepaßt ist, wobei innere Keilverzahnungen 37 und 38 innerhalb des Verschiebungsteils 36 und äußere Keilverzahnung 39 und 40 jeweils einstückig mit dem Gangstufenrad 31 für Langsamlauf und dem Gangstufenrad 32 für Schnellauf ausgebildet sind, um jeweils in Eingriff mit den inneren Keilverzahnungen 37 bzw. 38 stehen zu können.

Bei einer axialen Verschiebung des Verschiebungsteils 36 über der Gabel 33 kann die innere Keilverzahnung 37 bzw. 38 jeweils mit entweder der an dem Gangstufenrad 31 oder 32 ausgebildeten äußeren Keilverzahnung 39 oder 40 selektiv eingreifen. Die Antriebswelle 30₀ ist einstückig mit einem Getriebestufenrad 43 versehen, und eine vorwärts drehende Welle 45 ist vorgesehen, die ein in Eingriff mit dem Getriebestufenrad 43 stehendes Zahnrad 44 aufweist, wobei die normal drehende Welle 45 ein normal drehendes Gangstufenrad 46 für Langsamlauf und ein vorwärts drehendes Gangstufenrad 47 für Schnellauf drehbar hält. Die Gangstufenräder 46 und 47 weisen ein die Gangstufenräder 31 und 32 für Rückwärtsdrehung ähnlicher Ausbildung auf und sind mit mechanischen Kupplungen 50 bzw. 51 versehen, die jeweils zum selektiven Eingreifen mit dem Langsamlauf-Gangstufenrad 46 für Vorwärtsdrehung bzw. dem Schnellauf-Gangstufenrad 47 für Normaldrehung durch die Betätigung eines pneumatischen Zylinders 48 oder 49 ausgebildet sind.

Die Langsamlauf-Gangstufenräder 46 bzw. 31 für Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung stehen jeweils in Eingriff mit einem Langsamlauf-Gangstufenrad 53, das einstückig mit einer Abtriebswelle 52 ausgebildet ist, während die Schnellauf-Gangstufenräder 47 und 32 jeweils in Eingriff mit einem Schnellauf-Gangstufenrad 54 stehen. Die Leistung des Motors 2 ist derart ausgerichtet, um von der Abtriebswelle 52 über ein nicht gezeigtes Kegelradgetriebe an der Achse des Fahrzeugs übertragen zu werden.

Wie deutlich zu erkennen ist, weist die vorausgehend beschriebene Drehmoment-Übertragungseinrichtung die Vorteile auf, daß es aufgrund der Anwendung von mechanischen Kupplungen für alle Kupplungen außer der hydraulischen Antriebskupplung 20 ermöglicht wird, die bei hydraulischen Kupplungen vorkommenden Reibungsverluste zu vermeiden, die sich aufgrund des Schlupfes zwischen den Kupplungsplatten 22, 24 beim Ineingriffbringen oder Außereingriffsetzen der hydraulischen Antriebskupplung 20 ergeben, und da kein hoher hydraulischer Druck zum Betätigen der hydraulischen Kupplung erforderlich ist, wird die Leistung der hydraulischen Pumpe reduziert und somit der Wirkungsgrad verbessert.

Andererseits besteht der Grund darin, daß eine mechanische Kupplung als hydraulische Antriebskupplung 20 nicht eingesetzt wird, daß beim Fahren des Fahrzeuges, wenn aus einem neutralen Zustand oder einem direkten Fahrzustand in einen hydraulisch angetriebenen Zustand umgeschaltet wird, es schwierig ist, die Drehgeschwindigkeiten zwischen den im folgenden genannten Teilen aneinander anzupassen, das heißt, die Antriebsseite des Drehmomentwandlers 5, an den die Drehung des Motors unmittelbar übertragen wird, und das Laufrad 21, dessen Drehgeschwindigkeit sich in einem unstabilen Zustand aufgrund der Wirkung der Rotation des Turbinenrads 55, das von der Seite der Transmission 30 gedreht wird, und des Leitrades 58 befindet, das in eine Richtung am Gehäuse 56 über ein Freilaufrad 57 drehbar getragen wird. Wenn jedoch eine hydraulische Kupplung als hydraulische Antriebskupplung 20 eingesetzt wird, auch wenn ein Unterschied in den Drehgeschwindigkeiten zwischen dem Abdeckrad 6 und dem Laufrad 21 besteht, können die Kupplungsplatten 22, 24 reibungslos beim Rutschen miteinander eingreifen.

Da der Drehmomentwandler nur während einem Antreiben mit hydraulischem Antrieb beim Starten des Fahrzeugs im allgemeinen angewandt wird, ist die Zeit, während der die Kupplung angewandt wird kurz. Somit besteht ein weiterer Vorteil darin, daß die Betätigungszeit der hydraulischen Pumpe kurz ist, die die Kupplungsflüssigkeit mit hohem Druck zuführt.

Des weiteren bestehen bei dieser Kraftübertragungseinrichtung die Direktantriebskupplung 1 und die Kupplungen 41, 42, 50 und 51 des Gangschaltgetriebes 30 alle aus mechanischen Kupplungen, und das Ineingriffbringen dieser Kupplungen wird derart durchgeführt, daß die Drehgeschwindigkeiten des Motors 2 und der Abtriebswelle 52 des Gangschaltgetriebes 30 jeweils von einem Motordrehgeschwindigkeits-Detektor 59 und einem Abtriebswellen-Drehgeschwindigkeits-Detektor 61 erfaßt werden, um diese erfaßten Signale von den jeweiligen Detektoren 59 und 61 an einen Regler 63 abzugeben, so daß die Drehgeschwindigkeiten in dem Regler 63 verglichen werden und der Regler 63 daraufhin ein Signal abgibt, um eine elektronische Steuerung 64 des Motors zu steuern, um die Drehgeschwindigkeiten der Antriebsseite und der Abtriebsseite der Kupplung zu synchronisieren und bei deren Synchronisierung Eingreifssignale an die Kupplungsschaltsolenoide abzugeben.

Wie jedoch oben beschrieben, da die übliche Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine Direktantriebskupplung 1 als die mechanische Kupplung zusätzlich zur hydraulische Antriebskupplung 20 aufweist, bestehen Nachteile, wenn die Bereichs-Kupplung zur Auswählung einer langsamen oder schnellen Geschwindigkeit übergeschaltet wird, während das Fahrzeug bei ausgekuppelten Kupplungen 1 und 20 im Leerlauf läuft. Z.B. kann vorausgesetzt werden, daß zur Wiedergewinnung der reduzierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs der Schnellauf-Zustand in einen Langsamlauf-Zustand übergeschaltet wird. In diesem Falle werden die folgenden Schritte unternommen. Nachdem die Direktantriebskupplung 1 eingekuppelt wird, die sich in ausgekuppeltem Zustand befand, wird die Kupplung 42 für Schnellauf außer Eingriff gesetzt und die Kupplung 41 für Langsamlauf darauf in Eingriff gebracht. Um jedoch die Direktantriebskupplung 1 einzukuppeln, werden das von dem Motordrehgeschwindigkeitsdetektor 59 ermittelte Motordrehgeschwindigkeitssignal 60 und das von dem Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor 61 ermittelte Abtriebsdrehgeschwindigkeitssignal 62 an den Regler 63 zusammen mit einem Direktantriebsbefehlssignal abgegeben, wobei ein Signal 65 an der elektronischen Steuerung 64 abgegeben wird, um den Drosselhebel des Motors 2 zu bedienen, so daß die Drehgeschwindigkeit der Antriebs- und Abtriebsseiten der Direktantriebskupplung 1 synchronisiert werden, während die Abtriebsdrehgeschwindigkeit des Motors 2 eingestellt wird. Wenn diese Drehgeschwindigkeiten synchronisiert werden, wird somit ein erregendes Signal 67 an den Solenoid eines Solenoidventils 66 abgegeben, das Luftdruck von einer druckbelüfteten Luftquelle an die Direktantriebskupplung 1 zuführt, um diese in Eingriff zu bringen. Wird ein Befehlssignal an den Regler 63 abgegeben, um von einer Schnellaufphase in eine Langsamlaufphase zu schalten, erfaßt der Regler 63 wie im obigen Fall die ermittelten Drehgeschwindigkeitssignale 60 und 62, worauf der Regler 63 ein Signal 69 abgibt, um den Solenoid des schaltenden Solenoidventils 68 zu entregen, das die unter Druck stehende Luft an den pneumatische Zylinder 35 der schnell laufenden Kupplung 42 zuführt, wobei sich ein Außereingriffsetzen der Schnellauf-Kupplung 42 ergibt. Gleichzeitig übergibt der Regler 63 ein Signal 65 an die elektronische Steuerung 64, so daß die Drehgeschwindigkeiten der Antriebs- und Abtriebsseiten der Kupplung 41 für Langsamlauf synchronisiert werden. Bei der Synchronisierung der Drehgeschwindigkeiten wird dann ein erregendes Signal 71 an den Solenoid des umschaltenden Solenoidventils 70 übergeben, um den pneumatischen Zylinder 34 der Kupplung 41 für Langsamlauf zu betätigen, wobei dieser in Eingriff gebracht wird, um das Schalten zu vervollständigen.

Bei der konventionellen Drehmoment-Übertragungseinrichtung, da der Synchronisierungsvorgang der Überschaltung der Kupplungen in zwei Schritten durchgeführt wird, entsteht das Problem, daß zu viel Zeit zur Vervollständigung des Schaltens benötigt wird.

Aus der DE-AS-10 29 689 ist ein Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge mit vorgeschaltetem Strömungswandler bekannt.

Aus Loomann, Johannes: Zahnradgetriebe, 2. Auflage, Springer Verlag 1988, Seiten 251-252 ist es bekannt, eine elektronisch-hydraulische Getriebesteuerung unter Verwendung eines Mikrocomputers vorzusehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydrodynamisch- mechanisches Gangschaltgetriebe der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß ein Überschalten von einer Schnellaufphase in eine Langsamlaufphase oder umgekehrt vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung (Gangschaltgetriebe) dienen die Langsamlauf- und Schnellaufkupplungen somit dem gleichen Zweck wie eine Direktantriebskupplung bei der konventionellen Drehmoment-Übertragungseinrichtung. Das heißt, daß die Langsamlaufgangstufe zur Schaltung zwischen und Übertragung der hydraulisch getriebenen Drehung von dem Drehmomentwandler über den Freilauf oder der direkt getriebenen Drehung über die Langsamlaufkupplung bestimmt ist. Die Schnellaufkupplung ist gegenüber der Langsamlaufkupplung so gestaltet, um mit dieser koaxial angeordnet zu sein, und beide Kupplungen sind des weiteren derart gestaltet, daß in dem Fall, in dem sich eine in der eingekuppelten Stellung befindet, die andere in der ausgekuppelten Stellung ist, wohingegen beide sich in der Leerlaufstellung befinden, wenn sie sich in einer Stellung zwischen den beiden oben genannten Stellungen befinden.

Da die Schnellaufgangstufe nicht mit dem Drehmomentwandler verbunden ist, ist es deshalb erfindungsgemäß nicht möglich, dieses bei einem hydraulischen Antriebszustand bei hoher Geschwindigkeit zu betätigen. Da jedoch ein während der Anfangsbewegung eines Fahrzeuges erforderliches, hohes Drehmoment durch die Langsamlaufgangstufe gegeben wird, wobei die Schnellaufgangstufe normalerweise nicht erforderlich ist, wird nur ein Direktantrieb ermöglicht, um die Gestaltung zu vereinfachen.

Um eine Drehmomentübertragung durch die Langsamlauf- und Schnellaufgangstufe in den Vorwärts- und Rückwärtsvorgängen zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß eine mechanisch einkuppelnde Kupplung mit einem vorwärts drehenden Getriebe und einem rückwärtsdrehenden Getriebe zwischen den Gangstufen und der Abtriebswelle vorgesehen, die miteinander in Eingriff stehen. Da erfindungsgemäß die Langsamlauf- und Schnellaufkupplungen als die Direktantriebskupplungen dienen, die bei konventionellen Drehmoment-Übertragungseinrichtungen getrennt vorgesehen wird, wird deshalb die Notwendigkeit eines Einkupplungsvorganges der Direktantriebskupplung zwischen den Schnellauf- und Langsamlaufvorgängen, die bei der konventionellen Einrichtung erforderlich sind, eliminiert und das Schalten kann durch einen einzigen Arbeitsvorgang vervollständigt werden, so daß die Schaltzeit reduziert und eine schnelle Schaltung ermöglicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Anordnung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Kraft-Übertragungseinrichtung; und

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1 einer konventionellen Kraft-Übertragungseinrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte, erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung umfaßt ein hydraulisches Getriebe 101 und ein Gangschaltgetriebe 103. Ein als Kraftquelle dienender Dieselmotor 100 ist an dessen Antriebsseite über ein Schwungrad und eine elastische Kupplung (beide nicht gezeigt) mit der Antriebswelle 102 des hydraulischen Getriebes 101 verbunden, wobei die Antriebswelle 102 mit dem Gangschaltgetriebe 103 an deren Antriebsseite direkt verbunden ist. Eine Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art und ein Drehmomentwandler 105 sind koaxial an der Antriebswelle 102 angeordnet, wobei die antriebsseitigen Kupplungsplatten 108, die axial verschiebbar auf einer Keilverzahnung 107 angebracht sind, welche an dem inneren Umfang eines Kupplungsträgers 106 an der Antriebsseite der hydraulischen Reibungskupplung 104 gebildet ist, und die abtriebsseitigen Kupplungsplatten 111, die axial verschiebbar an der Keilwelle 110 einer hohlen Welle 109 an der Abtriebsseite angebracht sind, wechselweise innerhalb einer in dem Kupplungsträger 106 vorgesehenen Ringnute und einer einstückig mit dem Kupplungsträger 106 gebildeten Rückplatte 113 verschiebbar sind. Wenn die Kupplungsplatten 108 und 111 durch Betätigung des Kupplungskolbens 112 eingekuppelt werden, wird die Drehung des Motors 100 an das Laufrad (Pumpenrad) 114 des Drehmomentwandlers 105 übertragen. Aufgrund der durch die Drehung des Laufrades 114 bewirkten Pumpwirkung wird innerhalb des Flüssigkeitskreises des Drehmomentwandlers 105 eine zirkulierende Strömung erzeugt, wobei die zirkulierende Strömung in dessen Strömungsrichtung durch das mit dem Gehäuse 115 befestigten Leitrad 116 abgelenkt wird und die zirkulierende Strömung auf das Turbinenrad 117 beaufschlagt, um dieses zu drehen, so daß ein erhöhtes Drehmoment durch den Freilauf (Freilaufkupplung) 118 an eine einstückig mit einem Langsamlaufgangstufenrad 119 des Gangschaltgetriebes 103 gebildete zylindrische Welle 120 zu übertragen. Die mit dem Motor 100 direkt verbundene Antriebswelle 102 geht durch die zylindrische Welle (zweite Antriebswelle) 120 hindurch und ragt in das Gangschaltgetriebe 103 hinein, wobei die Antriebswelle 102 ein Schnellaufgangstufenrad 121 drehbar hält, das derart koaxial angeordnet ist, um, gegenüber dem Langsamlaufgangstufenrad 119 zu stehen. Um zwischen diesen Langsamlauf- und Schnellaufgangstufenrädern 119 und 121 überzuschalten, sind jeweils als mechanische Kupplungen wirkende Langsamlauf- und Schnellaufkupplungen 131 und 132 vorgesehen, die ein Verschiebungsteil 131₀ aufweisen, welches zur axialen Verschiebung auf der Antriebswelle 102 über einen Verschiebungshebel 124 durch pneumatische Zylinder 122 und 123 ausgebildet ist, und welches mit einer Außenverzahnung 127 vorgesehen ist, die zum Einkuppeln mit oder Auskuppeln von einer um die Nabe 125 des Langsamlaufgangstufenrades 119 gebildeten Innenverzahnung 126 ausgebildet ist, sowie mit einer Außenkeilverzahnung 130, die zum Einkuppeln mit oder Auskuppeln aus einer um die Nabe 128 des Schnellaufgangstufenrades 122 gebildeten Innenkeilverzahnung 129 ausgebildet ist.

Die Langsamlauf- und Schnellaufgangstufenräder 119 und 121 stehen jeweils in Eingriff mit Langsamlauf- bzw. Schnellaufgangstufenrädern 134 bzw. 135, wobei jede einstückig mit einer Vorgelegewelle (Zwischenwelle) 133 ausgebildet ist, auf welcher Vorgelegewelle (Zwischenwelle) 133 ein vorwärts drehendes Zahnrad 138 drehbar getragen wird. Eine vorwärts drehende Kupplung 145 ist vorgesehen, die ein Verschiebungsteil 141 aufweist, das axial verschiebbar auf einer Vorgelegewelle (Zwischenwelle) 133 über einen Verschiebungshebel 140 durch einen pneumatischen Zylinder 139 axial verschiebbar ist, wobei eine Außenkeilverzahnung 142 des Verschiebungsteils 141 zum Eingreifen mit oder Auskuppeln von einer um die einstückig mit dem vorwärts drehenden Zahnrad 138 ausgebildete Nabe 143 gebildeten Innenkeilverzahnung 144 angepaßt ist.

Das Langsamlaufgangstufenrad 134 greift auch mit einem Zahnrad 147 für Rückwärtsdrehung ein, das drehbar auf einer Welle 146 für Rückwärtsdrehen getragen wird. Auf der Welle 146 für Rückwärtsdrehung ist ein verschiebbares Teil 150 vorgesehen, das eine axial verschiebbare Rückwärtskupplung 154 trägt, wobei eine auf den verschiebbaren Teil 150 gebildeten Außenkeilverzahnung 151 zum Ineingriffbringen mit oder Außereingriffbringen von einer um die einstückig mit dem Zahnrad 147 für Rückwärtsdrehung gebildete Nabe 152 ausgebildete Innenkeilverzahnung 153 angepaßt ist. Ein Zahnrad 155 zum Eingreifen mit der Abtriebswelle 137 ist einstückig auf der Welle 146 für Rückwärtsdrehung ausgebildet.

Der Betrieb der wie oben erläutert ausgebildeten Drehmoment-Übertragungseinrichtung wird im folgenden beschrieben.

Erstens, beim Anfahren wird ein Befehlssignal 201 oder 202 für den vorwärts oder rückwärts fahrenden Vorgang selektiv an einen Regler 200 übergeben, um die Kupplung 145 für Vorwärtsdrehung oder die Kupplung 154 für Rückwärtsdrehung entsprechend der Laufrichtung des Fahrzeuges in Eingriff zu bringen. In dem erstgenannten Fall gibt der Regler 200 ein Signal 203 aus, um ein Solenoid eines Solenoidventils 162 des Vorwärtsbetriebs zu erregen, das in einer Leitung 161 vorgesehen ist, die von der unter Druck gesetzten Luftquelle 160 bis der pneumatische Zylinder 139 der vorwärts drehenden Kupplung 145 verläuft, und in dem letzten Fall gibt der Regler 200 ein Signal 204 aus, um ein Solenoid des elektromagnetischen Solenoidventils 164 des Rückwärtsvorganges zu regeln, welches in der Leitung 163 vorgesehen ist, die von der unter Druck gesetzten Luftquelle 160 bis zum pneumatischen Zylinder 148 der Rückwärtsdrehungskupplung 154 läuft, wobei die Vorwärtsdrehungskupplung 145 oder die Rückwärtsdrehkupplung 154 in Eingriff gebracht wird. Die Vorwärtsdrehungs- und Rückwärtsdrehungskupplungen 145 bzw. 154 sind mit einem Vorwärtsverschiebungsdetektor 205 und einem Rückwärtsverschiebungsdetektor 206 versehen, und nachdem ein Verschiebeermittlungssignal von entweder einem der Detektoren 205 bzw. 206 ausgegeben wird, die an den Regler 200 übergeben werden, fängt die Antriebsregelung an.

Um einen Vorgang mit hydraulischem Antrieb zu beginnen, wenn ein Befehlssignal 207 für hydraulischen Antrieb gleichzeitig beim Starten des Motors 100 ausgegeben wird, um die Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art in Eingriff zu bringen, wird daraufhin ein Signal 208 vom Regler 200 ausgegeben, um ein Solenoid eines elektromagnetischen Solenoidventils 168 für hydraulischen Antrieb zu regeln, das in der Leitung 167 vorgesehen ist, der zum Zuführen von hydraulischem Druck an dem Kupplungskolben 112 der Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art von der hydraulischen Pumpe 165 über einen Druckreglerventil 166 läuft, wobei die Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art dabei in Eingriff gebracht wird, um die Kraft des Motors 100 an der zylindrischen Welle 120 über die Reibungskupplung 104 von hydraulischer Art und den Drehmomentwandler 105 zu übergeben, und wobei die Kraft von dem einstückig mit der hohlen Welle 120 ausgebildeten Antriebsgetriebe für Langsamlauf 119 für Langsamlauf an das mit dieser in Eingriff stehende angetriebene Getriebe 134 für Langsamlauf übergeben wird. Wenn die Kupplung 145 für den Vorwärts-Vorgang in Eingriff gebracht wird, wird die Kraft für den Vorwärts-Vorgang von der Zwischenwelle 133 an die Abtriebswelle 136 über die Vorwärtsdrehungskupplung 145, das Vorwärtsdrehungsgetriebe 138 und das Abtriebsgetriebe 137 übertragen, während eine Kraft für den Rückwärtsvorgang vom angetriebenen Getriebe 134 für Langsamlauf an die Abtriebswelle 136 über das Rückwärtsdrehungsgetriebe 147, die Rückwärtsdrehungskupplung 154, die Rückwärtsdrehungswelle 146, das Getriebe 155 und das Abtriebsgetriebe 137 übertragen.

Wenn eine ausreichende Fahrgeschwindigkeit bei dem Betrieb mit hydraulischem Antrieb durch den Drehmomentwandler 105 erreicht wird, um von dem Betrieb mit hydraulischem Antrieb in einen Betrieb für den Direktantrieb überzuschalten, wird zuerst über den Regler 200 ein Befehlssignal 209 für den Direktvorgang ausgegeben, um die Langsamlaufkupplung 131 in Eingriff zu bringen. Der Regler 200 erfaßt dann das ermittelte Motordrehgeschwindigkeitssignal 211 vom Motordrehgeschwindigkeitsdetektor 210 und das Abtriebsdrehsignal 213 vom Abtriebsdrehdetektor 212, wobei der Regler 200 diese erfaßte Signale vergleicht und berechnet, und ein Kontrollsignal 215 an die elektronische Steuerung 214 ausgibt, um den Drosselhebel des Motors 100 zu betätigen, so daß die Drehgeschwindigkeiten an den Antriebs- und Antriebsseiten der Langsamlaufkupplung 131 synchronisiert sind. Wenn die Drehgeschwindigkeiten der Antriebs- und Abtriebsseiten dann synchronisiert sind, wird ein Signal 216 zum Einkuppeln der Langsamlaufkupplung 131 an einen Solenoid des Solenoidventils 169 für den Langsamlauf ausgegeben, wobei Druckluft über die Leitung 170 zugeführt wird, die von der unter Druck gesetzten Luftquelle 160 zum pneumatischen Zylinder 122 für den Langsamlauf verläuft, und die Langsamlaufkupplung 131 wird in Eingriff gebracht. Wenn ein zum Ermitteln der Verschiebung eines Langsamlauf-, Leerlauf- oder Schnellaufzustandes vorgesehenen Bereichsverschiebungsdetektor 217 ein Verschiebungssignal 218 ausgibt, daß das Eingreifen der Langsamlaufkupplung 131 an den Regler bestätigt, gibt der Regler ein Signal 215 an die elektronische Steuerung 214 aus, um die Kraftleistung des Motors 100 zu erhöhen, wobei der Betrieb vom hydraulischen Betriebsvorgang zum Direktantriebsvorgang umgeschaltet wird.

Wenn der Betrieb zum Direktantrieb umgeschaltet wird, läuft der Freilauf 118 im Leerlauf, so daß Verluste aufgrund der Bewegung der Flüssigkeit im Drehmomentwandler 105 vermieden werden.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit beim direkten Schnellaufbetrieb ausreichend steigt und eine vorbestimmte Abtriebsdrehgeschwindigkeit erreicht, erfaßt der Regler 200 ein Abtriebssignal 213 vom Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor 212 und schaltet das erregende Signal 216 an den Solenoid des Solenoidventils 169 für Langsamlaufschalten ab, um die Langsamlaufkupplung 131 außer Eingriff zu setzen. Wenn ein Verschiebungssignal 218 am Regler 200 vom Bereichsverschiebungsdetektor 217 angegeben wird, um das Außereingriffsetzen der Langsamlaufkupplung 131 anzuzeigen und daß diese sich im Leerlaufzustand befindet, steuert der Regler 200 die elektronische Steuerung 214, um somit die Drehgeschwindigkeiten der Antriebs- und Abtriebsseiten der Schnellaufkupplung 132 zu synchronisieren. Nachdem diese Drehgeschwindigkeiten synchronisiert sind, gibt der Regler 200 ein erregendes Signal 219 an das Solenoid des Solenoidventils 171 für die Schnellaufüberschaltung ab, um unter Druck gesetzte Luft zum pneumatischen Zylinder 123 für den Schnellauf zuzuführen, so daß die Schnellaufkupplung 132 in Eingriff gebracht wird. Nachdem dann der Bereichsverschiebungsdetektor 217 ein Verschiebungssignal 218 an den Regler 200 abgibt, um das Eingreifen der Schnellaufkupplung 132 zu bestätigen, gibt der Regler ein Signal an die elektronische Steuerung 214 aus, um somit die Arbeitsleistung des Motors 100 zu steigern, wobei von einer langsamen Geschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit übergeschaltet wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit allmählich steigert.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewünschte Hochgeschwindigkeit erreicht, wird darauf das erregende Signal 219 abgeschaltet, um die Schnellaufkupplung 132 außer Eingriff zu setzen. Wenn der Bereichsverschiebungsdetektor 217 das Außereingriffsetzen der Kupplung 132 bestätigt und ein Befehlssignal 218 für die Leerlaufverschiebung an den Regler 200 abgegeben wird, wird ein Signal 215 an die elektronische Steuerung 214 von dem Regler 200 abgegeben, um die Drehgeschwindigkeit des Motors 100 zu verringern, wobei das Fahrzeug im Leerlauf läuft.

Wie oben ersichtlich, wurde der Betrieb eines Autos von dessen Anfahrt bis zu einem Hochgeschwindigkeitszustand bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung beschrieben. Das Folgende ist eine kurze Erläuterung der Regelung für den Betrieb eines Autos vom Leerlaufzustand zum kraftbetriebenen Zustand.

Wenn ein Geschwindigkeitshebel in eine Stellung hochgestellt wird, um zum kraftbetriebenen Zustand überzuschalten, empfängt der Regler 200 ein ermitteltes Signal 213 vom Abtriebsdrehgeschwindigkeitsdetektor 212, worauf der Regler 200 einen Einkupplungsbefehl an die Kupplung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgibt, um die Langsamlaufkupplung 131 oder die Schnellaufkupplung 132 derart in Eingriff zu bringen, daß eine Synchronisierungsregelung durchgeführt wird, die in ähnlicher Weise wie beim vorhergehenden Fall verläuft.

Obwohl beim obigen Beispiel vorausgesetzt wurde, daß eine keilwellenartige Kupplung als eine mechanisch eingreifende Kupplung angewendet wurde, kann eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung vorgesehen werden, die eine Gestaltung und Betriebsweise ähnlich dem oben beschriebenen Beispiel vorgesehen werden, auch wenn anstelle einer keilwellenartigen Kupplung eine klauenartige Kupplung angewendet wird, bei der die Eingriffszähne radial vorgesehen sind.

Claims (3)

1. Hydrodynamisch-mechanisches Gangschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei dem das Drehmoment des Antriebsmotors (100) entweder indirekt über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (105) oder direkt durch Umgehung des Drehmomentwandlers an ein mechanisches Gangschaltgetriebe (103) übertragen wird, wobei die Abtriebswelle des Antriebsmotors drehmomentübertragend mit der Antriebswelle des Gangschaltgetriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (114) des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit der Antriebswelle (102) des Gangschaltgetriebes über eine hydraulische Reibungskupplung (104) verbindbar ist, das Turbinenrad (117) des Drehmomentwandlers mit einer zweiten Antriebswelle (120) des Gangschaltgetriebes über eine Freilaufkupplung (118) verbunden ist, eine mechanische Wechselschaltkupplung (131, 132) im Gangschaltgetriebe entweder die zweite Antriebswelle (120) oder ein frei drehbar angeordnetes Zahnrad (121) mit der Antriebswelle (102) drehmomentübertragend verbindet, die zweite Antriebswelle (120) ein drehfest angeordnetes Zahnrad (119) aufweist, welches mit einem Zahnrad (134) einer Vorgelegewelle (133) in ständigem Eingriff steht, die Vorgelegewelle (133) ein drehfest angeordnetes Zahnrad (135) aufweist, welches mit dem frei drehbaren Zahnrad (121) der Antriebswelle (102) in ständigem Eingriff steht, die Vorgelewelle (133) mittels einer Schaltkupplung (145) über eine Zahnradstufe (138, 137) mit der Abtriebswelle (136) verbindbar ist.

2. Gangschaltgetriebe nach Anspruch 1, bei dem ein Motordrehgeschwindigkeitsdetektor (210) an der Antriebsseite des Motors (100) vorgesehen ist und ein Abtriebsgeschwindigkeitsdetektor (212) an der Abtriebsseite des mechanischen Gangschaltgetriebes (103) vorgesehen ist, wobei ein Verschiebungsdetektor (217) an der mechanischen Wechselschaltkupplung (131, 132) angebracht ist, und wobei ein Regler (200) zum Erfassen von ermittelten Signalen (211, 213) von dem Motordrehgeschwindigkeitsdetektor (210) und dem Abtriebsgeschwindigkeitsdetektor (212) sowie ein ermitteltes Verschiebungssignal (218) von dem Verschiebungsdetektor (217) vorgesehen ist, und der Regler (200) ein Signal (215) an einer mit einem Drosselhebel des Motors (100) auf der Basis der ermittelten Signale (211, 213, 216) zusammenwirkenden elektronischen Steuerung (214) ausgibt, und, wenn der Regler (200) die Synchronisierung der Drehgeschwindigkeit an den Antriebs- und Abtriebsseiten der mechanischen Wechselschaltkupplung (131, 132) bestätigt, dieser ein Signal (216) zum Schalten über ein Schaltventil (169, 171) für die mechanische Wechselschaltkupplung (131, 132) ausgibt.

3. Gangschaltgetriebe nach Anspruch 1, bei der das mechanische Gangschaltgetriebe (103) eine Vorgelegewelle (133) aufweist, und die Abtriebswelle (136) koaxial mit der Antriebswelle (102) und einer Welle (146) für Rückwärtsdrehung angeordnet ist, wobei das Zahnrad (134) und das Zahnrad (135) einstückig auf der Vorgelegewelle (133) ausgebildet sind, die jeweils zum Eingreifen mit dem Zahnrad (119) und dem Zahnrad (121) angepaßt sind, und die Vorgelegewelle (133) die Zahnradstufe (138, 137) drehbar trägt, wobei die Zahnradstufe (138, 137) auf der Abtriebswelle (136) einstückig ausgebildet ist, und die Vorgelegewelle (133) mit einer als eine mechanische Kupplung wirkenden Kupplung (145) für Vorwärtsdrehung versehen ist, um die Zahnradstufe (138, 137) in Eingriff oder außer Eingriff mit der Vorlegewelle (133) zu bringen, und wobei die Welle (146) für Rückwärtsdrehung ein zum Eingreifen mit dem angetriebenen Antriebsgetriebe (134) für Langsamlauf ausgebildetes Getriebe (147) für Rückwärtsdrehung drehbar trägt und ein zum Eingreifen mit der Zahnradstufe (138, 137) ausgebildetes Getriebe (155) einstückig auf der Welle (146) für Rückwärtsdrehung ausgebildet ist, wobei diese Welle (146) für Rückwärtsdrehung mit einer mechanisch wirkenden Kupplung (154) für Rückwärtsdrehung zum Ineingriffbringen oder Außereingriffbringen der Welle (146) für die Rückwärtsdrehung mit dem Getriebe (147) für die Rückwärtsdrehung vorgesehen ist.