DE4320353A1 - Hydraulische Getriebeansteuerung - Google Patents
Hydraulische GetriebeansteuerungInfo
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Description
Es wird eine hydraulische Getriebeansteuerung vorge
schlagen, mit deren Hilfe ein mechanisches Schaltgetriebe
ohne direkte mechanische Verbindung zwischen Fahrer und
Getriebe geschaltet werden kann.
Bekannte mechanische Getriebe werden vom Fahrer über einen
Gangwahlhebel, der eine Schaltwelle betätigt, direkt be
tätigt. Dabei weist der Gangschalthebel ein sogenanntes
H-Schaltschema für 4, 5 oder mehr Vorwärts- und einen oder
mehrere Rückwärtsgänge auf. Nachteil eines solchen Ge
triebes ist, daß Schaltzeitpunkt und Schaltdauer vom
Fahrer bestimmt werden und somit abhängig von dessen
Können bzw. dessen Ablenkung z. B. durch Konzentration auf
die Verkehrssituation, sind. Eine optimale Ausnutzung des
Energiesparpotentials eines mechanischen Handschaltge
triebes gegenüber einem automatischen Getriebe ist daher
nicht gewährleistet.
Bekannte automatische Getriebe bedienen sich eines
hydrodynamischen Wandlers, der prinzipbedingt einen
schlechteren theoretischen Wirkungsgrad als ein mecha
nisches Handschaltgetriebe aufweist. Automatische Getriebe
haben zusätzlich den Nachteil, schwerer und größer als
mechanische Getriebe zu sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein mechanisches Schalt
getriebe so weiterzuentwickeln, daß dessen Wirkungsgrad
dem theoretisch möglichen so weit wie möglich angenähert
werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Anbringen einer
hydraulischen Getriebeansteuerung an das Schaltgetriebe,
die die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Zur
Betätigung des Schaltgetriebes wird die Schaltwelle zum
einen axial verstellt und zum anderen verdreht. Dafür ist
jeweils ein Hydraulikzylinder vorgesehen. Zur Betätigung
der Hydraulikzylinder sind Ventile vorgesehen, die von
einer Steuerungseinheit geschaltet werden. Des weiteren
ist eine hydraulische Druckversorgung vorgesehen.
Nach Anspruch 2 ist vorgesehen, daß der zur Axialver
stellung der Schaltwelle dienende Hydraulikzylinder ein
doppelt wirkender Hydraulikzylinder ist. Er ist somit in
beide Betätigungsrichtungen genau einstellbar.
Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, die Kolbenflächen ver
schieden groß auszuführen und dies durch zwei Kolben
stangen verschiedenen Durchmessers zu realisieren. Beid
seitige Kolbenstangen gewährleisten gegenüber einer ein
seitigen Kolbenstange eine größere Führungsgenauigkeit.
Nach Anspruch 4 weist der zur Drehung der Schaltwelle
dienende Hydraulikzylinder zwei Druckräume, eine
Kolben-Kolbenstangen-Einheit, und ein eine lineare in eine
Rotationsbewegung umwandelndes Element auf.
Als besonders sinnvoll hat es sich erwiesen, die
Kolben-Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 5 als zwei
durch eine Kolbenstange verbundene Kolben herzustellen,
die verschieden große Wirkflächen aufweisen, und in der
Mitte der Kolbenstange einen Kipphebel angreifen zu
lassen, dessen Rotationsachse mit der Achse der Schalt
welle des Schaltgetriebes übereinstimmt. Dies ermöglicht
eine äußerst platzsparende Ausführung.
Um das Energieeinsparpotential optimal auszunutzen, ist
nach Anspruch 6 vorgesehen, auch die Kupplung von der
Steuerungseinheit steuern zu lassen und dafür einen
Kupplungsnehmerzylinder über ein Ventil an die hydrau
lische Getriebeansteuerung anzukoppeln.
In Anspruch 7 ist eine Anordnung der zur Betätigung der
Hydraulikzylinder dienenden Ventile angegeben. Dabei ist
vorgesehen, die Kupplungsbetätigung hydraulisch unabhängig
von der Schaltbetätigung auszulegen. Eine gegenseitige
Beeinflussung der beiden Hydraulikkreise ist somit
ausgeschlossen.
In Anspruch 8 ist eine bevorzugte Anordnung der zur Be
tätigung der Hydraulikzylinder dienenden Ventile angege
ben. Ein besonderer Vorteil liegt hier darin, daß mehrere
Ventile mehrfach genutzt werden, z. B. das zur Kupplungsbe
tätigung dienende Ventil als Zu- und Abflußventil, oder
die Ventile der Hydraulikzylinder sowohl zur Betätigung
der Zylinder als auch in Verbindung mit dem Ventil zur
Kupplungsbetätigung als Abflußventil des Kupplungsnehmer
zylinders. Das im Normalfall geschlossene Ventil zwischen
Druckversorgung und Schaltbetätigungseinrichtung ver
hindert ein Umpumpen des Hydraulikmediums, und somit einen
unnötigen Energieverbrauch.
Zur Überwachung der Kolbenstellung ist nach Anspruch 9
vorgesehen, in oder an die Hydraulikzylinder Sensoren
anzubringen. Dies können Wegsensoren sein.
Eine besonders kostengünstige Ausführung der hydraulischen
Getriebeansteuerung kann man nach Anspruch 10 dadurch er
reichen, daß man einfache elektrohydraulische 2/2-Wegeven
tile verwendet.
Eine getaktete Ansteuerung zumindest eines der Ventile
nach Anspruch 11 erlaubt ein geregeltes Zu- oder Abfließen
des Druckmediums. Besonders sinnvoll ist dies beim Ventil
des Kupplungsnehmerzylinders, da man hier sowohl ein
"Schleifenlassen" der Kupplung, als auch ein Überwinden
des Leerwegs genau einregeln kann.
Anspruch 12 sieht vor, alle hydraulischen Bauteile der
hydraulischen Getriebeansteuerung in einem Gehäuse unter
zubringen, wobei die Kolbenstange des Hydraulikzylinders
zur axialen Verschiebung einerseits mit der Schaltwelle
fest verbunden werden kann (z. B. durch Anschrauben, An
schweißen) und andererseits mit dem Kipphebel des zur
Drehung dienenden Hydraulikzylinders verbunden ist.
In diesem Gehäuse kann sich auch die Steuereinheit be
finden. Steuereinheit und Hydraulikversorgung können aber
auch an jedem beliebigen anderen geeigneten Platz des
Fahrzeuges untergebracht sein.
Eine Montage der Getriebeansteuerung direkt an das Ge
triebe nach Anspruch 13 ermöglicht auf einfache Weise eine
Austauschbarkeit bzw. Nachrüstbarkeit des Getriebes mit
der hydraulischen Getriebeansteuerung. Vom Hersteller
können dann wahlweise handbetätigte bzw. hydraulische
Getriebeansteuerungen nach Anspruch 14 montiert werden.
Die Anbringung am Getriebe hat des weiteren den Vorteil,
daß auf eine spezielle Geräuschdämpfung der hydraulischen
Getriebeansteuerung verzichtet werden kann, da die zur
Geräuschdämpfung des Getriebeblocks vorgesehenen Mittel
mitgenutzt werden können.
Die Druckmittelversorgung der hydraulischen Getriebean
steuerung kann nach Anspruch 15 über Pumpe, Druckspeicher
und evtl. weitere Elemente erfolgen. Dabei kann die Pumpe
auch andere hydraulische Verbraucher mitspeisen z. B. Anti
blockiersystem, Servolenkung oder Nockenwellenverstellung.
Als Druckmedium ist das Motoröl vorgesehen, es ist aber
auch die Verwendung von Bremsflüssigkeit oder der Hydrau
likmedien von Servolenkung oder anderer hydraulischer Ver
braucher möglich.
Die Steuerungseinheit soll nach Anspruch 16 die Ventile in
Abhängigkeit der vom Fahrer gegebenen Eingangssignale, wie
z. B. Stellung des Gangwahlhebels, Stellung des Kupplungs
pedals, Stellung des Gaspedals, sowie in Abhängigkeit von
den Signalen der Wegsensoren der Hydraulikzylinder
steuern. Es ist vorgesehen, die Signale anderer im Fahr
zeug vorhandener Sensoren oder Steuerungseinheiten, wie
einer ABS-Elektronik oder einer Motorsteuerung zu ver
wenden. So kann im Fall einer ABS-geregelten Bremsung der
Motor von den Rädern zwangsweise abgekoppelt werden, was
die Bremsung erleichtert. Es ist auch vorgesehen, den
Motor dann auszukuppeln, wenn gebremst wird, oder wenn die
Gefahr besteht, den Motor "abzuwürgen". Ebenso ist
vorgesehen, daß die Steuereinheit Signale an im Fahrzeug
vorhandene Regelungs- oder Steuerungseinheiten weitergibt.
Des weiteren ist vorgesehen, daß die Steuerungseinheit
Möglichkeiten zum Selbstcheck enthält und die ihr vom
Fahrer vorgegebenen Parameter überprüft. Unsinnige, Ge
triebe oder Motor übermäßig verschleißende oder gar zer
störend wirkende, oder die Sicherheit gefährdende Befehle,
wie z. B. die Wahl einer Übersetzung, die eine unzulässig
hohe Drehzahl des Motors erfordern würde, oder die Wahl
des Rückwärtsganges bei Vorwärtsfahrt, können dann von der
Steuerungseinheit ignoriert werden.
Nach Anspruch 17 ist vorgesehen, die Steuereinheit mit den
Informationen über Motordrehzahl, Getriebedrehzahl,
Temperatur des Getriebeöls und anderen, zum Schalten ohne
Synchronisationshilfe benötigten Informationen zu ver
sorgen, und ihm Möglichkeiten zur Motorbeeinflussung zu
verschaffen, z. B. Befehl zum Zwischengasgeben, um so auf
Getriebeelemente, die der Synchronisationshilfe dienen,
verzichten zu können. Das Getriebe könnte somit noch
leichter und kleiner ausfallen.
Eine sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung kann nach
Anspruch 18 darin bestehen, dem Fahrer die Möglichkeit zu
geben, zwischen den Betriebsmodi "automatischer Gangwechsel"
und "manueller Gangwechsel" zu wählen. Dies kann z. B. über
einen Schalter am Gangschalthebel erfolgen. Im Betriebs
modus "manueller Gangwechsel" kann der Fahrer wie bei
herkömmlichen mechanischen Getrieben die aktuelle Gang
stufe selbst bestimmen, während im Betriebsmodus
"automatischer Gangwechsel" diese Auswahl von der
Steuerungseinheit vorgenommen wird, ähnlich wie bei einem
herkömmlichen automatischen Getriebe.
Somit kann eine autarke Betätigungseinheit für Getriebe und
Kupplung realisiert werden, die wahlweise gegen die
mechanische Betätigung austauschbar ist und die die
Möglichkeit bietet, sowohl wie gewohnt zu schalten, als
auch das Schalten und Kuppeln automatisch ausführen zu
lassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der
Beschreibung anhand der Abbildungen ersichtlich. Dabei
zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung der hydraulischen
Getriebeansteuerung,
Fig. 2 hydraulischen Schaltplan einer
Ausgestaltungsform der Getriebeansteuerung,
Fig. 3 hydraulischen Schaltplan einer weiteren
Ausgestaltungsform der Getriebeansteuerung,
Fig. 4 Getriebe ohne Getriebeansteuerung,
Fig. 5 Getriebe mit handbetätigter Getriebe
ansteuerung,
Fig. 6 Getriebe mit hydraulischer
Getriebeansteuerung.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der er
findungsgemäßen hydraulischen Getriebeansteuerung. In der
Mitte befindet sich die Steuerungseinheit 1. Sie erhält
Eingangssignale über die Stellung des Gangwahlhebels 2 über
die Stellung des Kupplungspedals 3, über die aktuelle Lage
der Kupplungsbetätigung 4 und der Schaltbetätigung 5. Diese
Signale werden von ihr verarbeitet und dienen zur Be
rechnung von Steuersignalen, die an die Kupplungsbetätigung
4 und die Schaltbetätigung 5 weitergegeben werden. Zur In
formation des Fahrers können Signale von der Steuerungsein
heit 1 an eine Anzeige 6 weitergegeben werden. Auch eine Be
einflussung des Gangwahlhebels 2 durch die Steuerungsein
heit 1 ist möglich.
Abb. 2 zeigt, wie Kupplungsbetätigung 4 Schaltbetä
tigung 5 und Druckversorgung 7 hydraulisch zusammenwirken.
Die Druckversorgung 7 kann eine eigenständige Einheit, aber
auch die Druckversorgung eines Antiblockiersystems einer
Servolenkung oder einer Nockenwellenverstelleinrichtung
sein. Sie ist hier schematisch als eine eigenständige
Einheit dargestellt. Dabei wird die Pumpe 10 vom Elektro
motor 11 angetrieben und fördert aus einem Tank, der hier
durch den Motorölsumpf 14 gebildet wird, über den Filter 15
Druckmedium in die Druckleitung 17 und den Druckspeicher
12. Dabei sind ein Rückschlagventil 18 und ein Druckbe
grenzungsventil 13 vorgesehen. Die Druckleitung 17 führt in
die Schaltbetätigung 5 hinein, die Rückleitung 16 führt aus
dieser heraus und mündet im Motorölsumpf 14. Auch das
Druckbegrenzungsventil 13 ist über eine Rückleitung 19 an
dem Motorölsumpf angeschlossen. Ein Druckwarnschalter 58
schaltete dabei den Elektromotor 11 der Pumpe 10 an, wenn
der Druck im Druckspeicher 12 einen bestimmten Mindestdruck
unterschreitet, und ab, wenn ein bestimmter Maximaldruck
überschritten wird.
Das zwischen der Druckleitung 17 und der Druckleitung 57
angebrachte Ventil V1 dient dazu, die Getriebesteuerung von
der Druckversorgung abzukoppeln, solange kein Schaltvorgang
erforderlich ist und im Falle eines Schaltvorgangs die
Druckmittelversorgung zu erlauben. Daher ist V1 als
elektrohydraulisches stromlos geschlossenes Ventil
ausgebildet. V1 wird von der Steuerungseinheit gesteuert.
Das Schaltschema 40 zeigt die zur Getriebeansteuerung
benötigten Schaltpositionen. Es sind dies vertikal die
Stellungen "vorn" 41, "neutral" 42 und "hinten" 43, sowie
von links nach rechts die Stellungen "links" 44, "Mitte
links" 45, "Mitte rechts" 46 und "rechts" 47. Die im
Schaltschema 40 angegebenen Zahlen 1 bis 5 deuten die
Stellung des ersten bis fünften Gangs an, Buchstabe N
bedeutet Neutralstellung und Buchstabe R bedeutet
Rückwärtsgang. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Positionen
unbesetzt. Diese können dazu benutzt werden eventuell einen
sechsten oder siebten Gang anzusteuern, bzw. die
Getriebeansteuerung auf andere Schaltschemata anzupassen.
Auch eine Erweiterung des Schaltschemas auf eine größere
Anzahl möglicher Positionen sowohl bezüglich der Drehung
als auch der axialen Verschiebung der Schaltwelle 9 ist
möglich.
Die Einstellung der Stellung 41 bis 43 erfolgen über den
Hydraulikzylinder 20 der axialen Verstellung. Im Hydraulik
zylinder 20 ist ein Kolben 21 geführt, an dem die Kolben
stangen 22 und 23 befestigt sind. Eine unterschiedlich
große wirksame Kolbenfläche wird dadurch erreicht, daß die
Kolbenstangen 22, 23 verschieden große Durchmesser auf
weisen. Im Hydraulikzylinder 20 befinden sich der Druckraum
24 mit der größeren Kolbenfläche und der Druckraum 25 mit
der kleineren Kolbenfläche. Die Kolbenstange 22 ist mit der
Schaltwelle 9 verbunden, während die Kolbenstange 23 mit
dem Kipphebel 36 des anderen Hydraulikzylinders 30
verbunden ist.
Der Hydraulikzylinder 20 wird durch die stromlos offenen
Ventile V2 und V3 betätigt. Dabei ist der Druckraum 25
direkt an die Druckleitung 57 angeschlossen. Der Druckraum
24 steht über das Ventil V2 mit der Druckleitung 17 und
über das Ventil V3 mit der Rückleitung 16 in Verbindung. Im
Normalfall, d. h., wenn keine Schaltung erfolgt, sind V2 und
V3 geöffnet sowie V1 geschlossen, d. h. der Kolben 21 wird
nicht druckbeaufschlagt. Die Schaltwelle 9 bleibt in ihre
jeweiligen Positionen "vorn" 41 oder "neutral" 42 oder
"hinten" 43 eingerastet. Ein solches Einrasten ist auch bei
handbetätigten mechanischen Getrieben vorhanden. Sind das
Ventil V2 geschlossen und das Ventil V1 geöffnet, dann wird
der Druckraum 25 mit Druck beaufschlagt, während der
Druckraum 24 mit der Rückleitung 16 in Verbindung steht,
d. h. der Kolben 21 wird sich in Richtung Kolbenstange 22
bewegen, Druckraum 24 verkleinert sich, Druckraum 25
vergrößert sich. Die Position des Kolbens 21 wird über den
Wegsensor 26 bestimmt. Eine Bewegung des Kolbens 21 in die
entgegengesetzte Richtung wird dadurch erreicht, daß Ventil
V3 geschlossen und Ventil V2 geöffnet werden. In dieser
Stellung ist die Druckkammer 24 von der Rückleitung
abgekoppelt, beide Druckkammern 24 und 25 werden mit dem
gleichen Druck beaufschlagt. Da die Kolbenfläche im
Druckraum 24 größer als im Druckraum 25 ist, wird sich
Druckraum 24 vergrößern, Druckraum 24 verkleinern, der
Kolben 21 wandert in Richtung Kolbenstange 23. Wird eine
der gewünschten Positionen 41 bis 43 erreicht, rastet die
Schaltwelle 9 ein, die Ventile V2 und V3 können geöffnet,
das Ventil V1 geschlossen werden. Ein Festhalten des
Kolbens 21 in einer bestimmten Position kann auch durch
Schließen beider Ventile V2 und V3 gleichzeitig erreicht
werden.
Die Schaltstellungen 44 bis 47 werden durch Drehen der
Schaltwelle 9 um ihre Drehachse 37 erreicht. Die Abbildung
des Hydraulikzylinders 30 in Fig. 2 ist in Blickrichtung
der Achse 37 dargestellt. Die Drehachse 37 der Schaltwelle
9 ist auch gleichzeitig die Drehachse des Kipphebels 36 der
über eine Lagerung 38 mit der Kolbenstange 35 des
Hydraulikzylinders 30 in Verbindung steht. An den beiden
Ende der Kolbenstange 35 befinden sich die Kolben 31 und 32
die die Druckräume 33 und 34 begrenzen. Kolben 31 hat eine
größere Wirkfläche als Kolben 32. Es ist hier, wie auch bei
dem Hydraulikzylinder 20, das Verhältnis 2 : 1 vorgesehen.
Zur Detektierung der Stellung der Kolbenstange 35 ist der
Wegsensor 27 vorgesehen. Die Druckkammer 34 ist direkt an
die Druckleitung 57 angeschlossen, die Druckkammer 33 ist
über das stromlos offene Ventil V4 an die Druckleitung 57
und über das stromlos offene Ventil V5 an die Rückleitung
16 angeschlossen. Auch hier wird bei geschlossenem Ventil
V1 die jeweils eingenommene Stellung 44, 45, 46 oder 47 durch
Einrasten der Schaltwelle 9 gehalten. Bei geöffnetem Ventil
V1 kann die Kolbenstange 35 durch die Schaltstellung V4
"offen" und V5 "geschlossen", bzw. V4 "geschlossen" und V5
"offen" nach links bzw. rechts bewegt werden. Ein
Festhalten der eingestellten Position kann wiederum durch
Schließen beider Ventile V4 und V5 gleichzeitig oder durch
Schließen von V1 und Öffnen der Ventile V4 und V5 erreicht
werden.
Die Kupplungsbetätigung 4 besteht aus dem Kupplungs
nehmerzylinder 50 in dem ein Kolben 52 geführt wird, der an
der Kolbenstange 56 befestigt ist. Die Kolbenstange 56
dient zur Betätigung der Kupplung. Ihre Position wird durch
den Wegsensor 28 sensiert. Der Kolben 52 teilt den
Kupplungsnehmerzylinder 50 in Druckraum 54 und Druckraum 55
auf. Im Druckraum 54 ist eine Rückstellfeder 51 ange
bracht, die dafür sorgt, daß sich der Kolben 52 ohne
Druckbeaufschlagung immer in Richtung des Druckraums 55
bewegt und die Kupplung damit schließt. Druckraum 55 ist
über das stromlos offene Ventil V6 mit der Druckleitung 57
verbunden, eine Bohrung 53 stellt eine Verbindung zwischen
Druckraum 55 und Druckraum 54 her. Soll ein Schaltvorgang
erfolgen, wird Ventil V1 geöffnet und somit der Kupplungs
nehmerzylinder 50 druckbeaufschlagt. Dabei herrscht in
beiden Druckräumen 54 und 55 der gleiche Druck. Da aber der
Druckraum 55 durch die Kolbenfläche begrenzt wird, bewegt
sich der Kolben in Richtung Kolbenstange 56 und öffnet
somit die Kupplung. Zum Halten der Position des Kolbens 52
des Kupplungsnehmerzylinders 50 wird Ventil V6 geschlossen.
Ein Einkuppeln kann erst nach erfolgtem Schaltvorgang und
Schließen des Ventils V1 sowie Öffnen des Ventils V6
erfolgen. Dabei kann durch Regelung des Ventils V6, z. B.
durch getakteten Betrieb, zwischen seinen beiden
Schaltstellungen ein langsames Verschieben des Kolbens 52
und somit ein "Schleifenlassen" der Kupplung erreicht
werden.
Ein Schaltvorgang wird somit immer durch das Öffnen des
Ventils V1 eingeleitet worauf der Kupplungsnehmerzylinder
ein Auskuppeln einleitet. Der ausgekuppelte Zustand wird
durch Schließen des Ventils V6 beibehalten. Befindet sich
die Schaltwelle in einer der Stellungen "vorn" 41 oder
"hinten" 43, wird durch entsprechende Schaltung der Ven
tile V2 und V3 zunächst die Stellung "neutral" 42 einge
nommen und durch gleichzeitiges Schließen der Ventile V2
und V3 fixiert. Sodann wird über die Stellung der Ventile
V4 und V5 die gewünschte Position 44, 45, 46 oder 47 einge
stellt, die dann durch gleichzeitiges Geschlossenhalten von
V4 und V5 gehalten wird. Über V2 und V3 wird dann die
gewünschte neue Schaltstellung "vorn" 41 oder "hinten" 43
festgelegt. Dann kann V1 geschlossen werden, d. h. die
Druckmittelversorgung ist unterbrochen. V2 bis V5 werden
geöffnet und V6 wird zum Einkuppeln ebenfalls geöffnet.
Die Ventile V1 bis V6 und die Wegsensoren 26, 27 und 28
stehen mit der Steuerungseinheit 1 in Verbindung.
Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der Kupplungsbetätigung 4 und Schaltbetätigung 5
voneinander unabhängige hydraulische Zu- und Abflüsse
aufweisen.
Dabei weist die Schaltbetätigung 5 die Ventile V1 bis V5
auf, die wie zu Fig. 1 beschrieben angeordnet sind und
entsprechend angesteuert werden.
Die Kupplungsbetätigung 4 ist über ein in Ruhestellung
geschlossenes Ventil V1′ mit der Druckleitung 17 verbindbar
und steht über ein in Ruhestellung offenes Ventil V6′ mit
dem drucklosen Tank (Motorölsumpf 14) in Verbindung.
Eine Betätigung der Kupplung erfolgt durch Schließen des
Ventils V6′ und gleichzeitiges Öffnen des Ventils V1′.
Sobald die Kupplung ausgerückt ist, kann das Ventil V1′
wieder geschlossen werden, da der dann im Kupplungsnehmer
zylinder 50 herrschende Druck den Kolben 52 in der
ausgekuppelten Position hält. Das Einrücken der Kupplung
erfolgt durch Druckabbau über das Ventil V6′, welches
getaktet betrieben werden kann, wenn ein langsames
Verschieben des Kolbens 52 erwünscht ist. Auch eine
wechselseitige Ansteuerung der Ventile V1′ und V6′ zum
Halten einer bestimmten Kolbenposition (z. B. beim
sogenannten "Schleifenlassen" der Kupplung) ist vorgesehen.
Ein Schaltvorgang wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch
Öffnen des Ventils V1′ und Schließen des Ventils V6′ einge
leitet, worauf der Kupplungsnehmerzylinder auskuppelt.
Darauf kann das Ventil V1′ wieder geschlossen werden. Der
ausgekuppelte Zustand wird durch die geschlossenen Ventile
V1′ und V6′ beibehalten. Befindet sich die Schaltwelle in
einer der Stellungen "vorn" 41 oder "hinten" 43, wird durch
entsprechende Schaltung der Ventile V2 und V3 zunächst die
Stellung "neutral" 42 eingenommen und durch gleichzeitiges
Schließen der Ventile V2 und V3 fixiert. Sodann wird über
die Stellung der Ventile V4 und V5 die gewünschte Position
44, 45, 46 oder 47 eingestellt, die dann durch gleichzeitiges
Geschlossenhalten von V4 und V5 gehalten wird. Über V2 und
V3 wird dann die gewünschte neue Schaltstellung "vorn" 41
oder "hinten" 43 festgelegt. Dann kann V1 geschlossen
werden, d. h. die Druckmittelversorgung ist unterbrochen. V2
bis V5 werden geöffnet und V6′ wird zum Einkuppeln eben
falls geöffnet.
Die Ventile V1 bis V5, V1′ und V6′ sowie die Wegsensoren
26, 27 und 28 stehen mit der Steuerungseinheit 1 in
Verbindung.
Fig. 4 zeigt einen Teil eines Getriebeblocks 59 eines
Getriebes 60 aus dem die Schaltwelle 9 herausragt. An die
Schaltwelle 9 kann nun entweder eine Handschaltung 61, wie
in Fig. 5 dargestellt angeschlossen werden oder eine er
findungsgemäße hydraulische Getriebeansteuerung. In Fig. 6
ist dies dargestellt: Die Getriebeansteuerung befindet sich
im Gehäuse 8, das an das Getriebeblock 59 anmontiert ist.
Bezugszeichenliste
1 Steuerungseinheit
2 Gangwahlhebel
3 Kupplungspedal
4 Kupplungsbetätigung
5 Schaltbetätigung
6 Anzeige
7 Druckversorgung
8 Gehäuse
9 Schaltwelle
10 Pumpe
11 Elektromotor
12 Druckspeicher
13 Druckbegrenzungsventil
14 Motorölsumpf
15 Filter
16 Rückleitung
17 Druckleitung
18 Rückschlagventil
19 Rückleitung
20 Hydraulikzylinder
21 Kolben
22 Kolbenstange
23 Kolbenstange
24 Druckraum
25 Druckraum
26 Wegsensor
27 Wegsensor
28 Wegsensor
29 -
30 Hydraulikzylinder
31 Kolben
32 Kolben
33 Druckraum
34 Druckraum
35 Kolbenstange
36 Kipphebel
37 Drehachse
38 Lagerung
39 -
40 Schaltschema
41 Stellung "vorn"
42 Stellung "neutral"
43 Stellung "hinten"
44 Stellung "links"
45 Stellung "Mitte links"
46 Stellung "Mitte rechts"
47 Stellung "rechts"
50 Kupplungsnehmerzylinder
51 Rückstellfeder
52 Kolben
53 Bohrung
54 Druckraum
55 Druckraum
56 Kolbenstange
57 Druckleitung
58 Druckwarnschalter
59 Getriebeblock
60 Getriebeblock
61 Handschaltung
V1 elektrohydraulisches Ventil, stromlos geschlossen
V1′ elektrohydraulisches Ventil, stromlos geschlossen
V2 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V3 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V4 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V5 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V6 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V6′ elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
2 Gangwahlhebel
3 Kupplungspedal
4 Kupplungsbetätigung
5 Schaltbetätigung
6 Anzeige
7 Druckversorgung
8 Gehäuse
9 Schaltwelle
10 Pumpe
11 Elektromotor
12 Druckspeicher
13 Druckbegrenzungsventil
14 Motorölsumpf
15 Filter
16 Rückleitung
17 Druckleitung
18 Rückschlagventil
19 Rückleitung
20 Hydraulikzylinder
21 Kolben
22 Kolbenstange
23 Kolbenstange
24 Druckraum
25 Druckraum
26 Wegsensor
27 Wegsensor
28 Wegsensor
29 -
30 Hydraulikzylinder
31 Kolben
32 Kolben
33 Druckraum
34 Druckraum
35 Kolbenstange
36 Kipphebel
37 Drehachse
38 Lagerung
39 -
40 Schaltschema
41 Stellung "vorn"
42 Stellung "neutral"
43 Stellung "hinten"
44 Stellung "links"
45 Stellung "Mitte links"
46 Stellung "Mitte rechts"
47 Stellung "rechts"
50 Kupplungsnehmerzylinder
51 Rückstellfeder
52 Kolben
53 Bohrung
54 Druckraum
55 Druckraum
56 Kolbenstange
57 Druckleitung
58 Druckwarnschalter
59 Getriebeblock
60 Getriebeblock
61 Handschaltung
V1 elektrohydraulisches Ventil, stromlos geschlossen
V1′ elektrohydraulisches Ventil, stromlos geschlossen
V2 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V3 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V4 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V5 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V6 elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
V6′ elektrohydraulisches Ventil, stromlos offen
Claims (18)
1. Hydraulische Getriebeansteuerung zur hydraulischen
Betätigung der Schaltwelle (9) eines mechanischen
Getriebes (60), bestehend aus:
einem ersten Zylinder (20) zur axialen Verstellung der Schaltwelle,
einem zweiten Zylinder (30) zur Drehung der Schalt welle (9),
Ventilen (V1-V5) zur Betätigung der Zylinder (20, 30),
einer Hydraulikdruckversorgung (7) und
einer Steuerungseinheit (1).
einem ersten Zylinder (20) zur axialen Verstellung der Schaltwelle,
einem zweiten Zylinder (30) zur Drehung der Schalt welle (9),
Ventilen (V1-V5) zur Betätigung der Zylinder (20, 30),
einer Hydraulikdruckversorgung (7) und
einer Steuerungseinheit (1).
2. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Zylinder (20) ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder
ist, dessen Kolbenstange (22) mit der Schaltwelle (9)
verbunden ist.
3. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Hydraulikzylinder eine erste und eine zweite Druck
kammer (24, 25) aufweist, wobei die erste Druckkammer
(24) eine größere wirksame Kolbenfläche aufweist, als
die zweite Druckkammer (25) und daß zu beiden Seiten
des Kolbens (21) Kolbenstangen (22, 23) angebracht
sind.
4. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 1, 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Zylinder (30) zwei Druckräume (33, 34), eine
Kolben-Kolbenstangen-Einheit, und ein Umwandlungs
element aufweist, das eine lineare in eine Rotations
bewegung umwandelt.
5. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolben-Kolbenstangen-Einheit aus einer Kolbenstange
(35) und zwei Kolben (31, 32) besteht, die an den
Enden der Kolbenstange (35) angebracht sind und die
verschieden große Wirkflächen aufweisen, und daß ein
Kipphebel (36) vorgesehen ist, der im mittleren
Bereich der Kolbenstange (35) eingreift und dessen
Drehachse mit der Achse der Schaltwelle (9) überein
stimmt.
6. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß ein hydraulischer Kupplungsnehmerzylinder
(50) vorhanden ist, der über ein oder mehrere Ventile
(V1, V6), die von der Steuerungseinheit gesteuert
werden, mit der Hydraulikdruckversorgung (7) verbun
den ist.
7. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
einer Druckleitung (17) der Druckversorgung (7) und
einer Druckleitung (57) der Schaltbetätigung (5) ein
Ventil (V1) angebracht ist, das in Ruhestellung
geschlossen ist,
daß zwischen Druckleitung (17) und Kupplungsnehmer zylinder (50) ein Ventil (V1′) angebracht ist, das in Ruhestellung geschlossen ist und daß der Kupplungs nehmerzylinder (50) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V6′) mit einer Rückleitung in Verbindung steht,
daß die erste Druckkammer (24) des ersten Hydraulik zylinders (20) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V2) mit der Druckleitung (57) und ein weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V3) mit einer Rückleitung (16) in Verbindung steht,
daß die zweite Druckkammer (25) des ersten Hydraulik zylinders (20) direkt an die Druckleitung (57) an geschlossen ist,
daß die Druckkammer (33) des zweiten Hydraulikzylin ders (30), die vom Kolben (31) mit der größeren Wirk fläche begrenzt wird, über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V4) mit der Druckleitung (57) und eine weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V5) mit der Rückleitung (16) in Verbindung steht,
und daß die andere Druckkammer (34) des zweiten Hydraulikzylinders (30) direkt mit der Druckleitung (57) verbunden ist.
daß zwischen Druckleitung (17) und Kupplungsnehmer zylinder (50) ein Ventil (V1′) angebracht ist, das in Ruhestellung geschlossen ist und daß der Kupplungs nehmerzylinder (50) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V6′) mit einer Rückleitung in Verbindung steht,
daß die erste Druckkammer (24) des ersten Hydraulik zylinders (20) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V2) mit der Druckleitung (57) und ein weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V3) mit einer Rückleitung (16) in Verbindung steht,
daß die zweite Druckkammer (25) des ersten Hydraulik zylinders (20) direkt an die Druckleitung (57) an geschlossen ist,
daß die Druckkammer (33) des zweiten Hydraulikzylin ders (30), die vom Kolben (31) mit der größeren Wirk fläche begrenzt wird, über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V4) mit der Druckleitung (57) und eine weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V5) mit der Rückleitung (16) in Verbindung steht,
und daß die andere Druckkammer (34) des zweiten Hydraulikzylinders (30) direkt mit der Druckleitung (57) verbunden ist.
8. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
einer Druckleitung (17) der Druckversorgung (7) und
einer Druckleitung (57) der Schaltbetätigung (5) ein
Ventil (V1) angebracht ist, das in Ruhestellung
geschlossen ist, daß zwischen Druckleitung (17) und
Kupplungsnehmerzylinder (50) ein Ventil (V1′)
angebracht ist, das in Ruhestellung geschlossen ist, und
daß der Kupplungsnehmerzylinder (50) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V6′) mit einer Rückleitung in Verbindung steht,
daß die erste Druckkammer (24) des ersten Hydraulik zylinders (20) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V2) mit der Druckleitung (57) und ein weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V3) mit einer Rückleitung (16) in Verbindung steht,
daß die zweite Druckkammer (25) des ersten Haupt zylinders (20) direkt an die Druckleitung (57) an geschlossen ist,
daß die Druckkammer (33) des zweiten Hydraulikzylin ders (30), die vom Kolben (31) mit der größeren Wirk fläche begrenzt wird, über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V4) mit der Druckleitung (57) und eine weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V5) mit der Rückleitung (16) in Verbindung steht,
und daß die andere Druckkammer (34) des zweiten Hydraulikzylinders (30) direkt mit der Druckleitung (57) verbunden ist.
daß der Kupplungsnehmerzylinder (50) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V6′) mit einer Rückleitung in Verbindung steht,
daß die erste Druckkammer (24) des ersten Hydraulik zylinders (20) über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V2) mit der Druckleitung (57) und ein weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V3) mit einer Rückleitung (16) in Verbindung steht,
daß die zweite Druckkammer (25) des ersten Haupt zylinders (20) direkt an die Druckleitung (57) an geschlossen ist,
daß die Druckkammer (33) des zweiten Hydraulikzylin ders (30), die vom Kolben (31) mit der größeren Wirk fläche begrenzt wird, über ein in Ruhestellung offenes Ventil (V4) mit der Druckleitung (57) und eine weiteres in Ruhestellung offenes Ventil (V5) mit der Rückleitung (16) in Verbindung steht,
und daß die andere Druckkammer (34) des zweiten Hydraulikzylinders (30) direkt mit der Druckleitung (57) verbunden ist.
9. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß Wegsensoren (26, 27, 28) vorhanden
sind, die zumindest an einem der Hydraulikzylinder
(20, 30, 50) die Position des Kolbens feststellen.
10. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventile (V1 bis V6, V1′, V6′)
einfache elektrohydraulische 2/2-Wegeventile sind.
11. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eines der 2/2-Wegeventile getaktet betrieben wird.
12. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kolbenstange des ersten
Hydraulikzylinders (20) einerseits mit der Schalt
welle (9) und andererseits mit dem Kipphebel (36) des
zweiten Hydraulikzylinders (30) verbunden ist und daß
diese Bauteile und die Ventile (V1 bis V6, V1′, V6′)
zur Betätigung der Hydraulikzylinder (20, 30, 50) in
einem Gehäuse (8) untergebracht sind, an dem die
Druckanschlüsse von und zur Druckversorgung (7) sowie
zum Kupplungsnehmerzylinder (50) und die elektrischen
Anschlüsse der Ventile angebracht sind.
13. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(8) direkt am Getriebeblock (60) angebracht ist.
14. Hydraulische Getriebeansteuerung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ge
triebeblock (60) ein konventionelles Getriebe be
inhaltet, und wahlweise mit einer Handschaltung (61)
oder dem Gehäuse (8) der hydraulischen Getriebean
steuerung versehen werden kann.
15. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Druckversorgung (7)
zumindest eine Pumpe (10) und einen Druckspeicher
(12) aufweist, die auch zur Versorgung anderer
hydraulische Verbraucher vorgesehen sind.
16. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerungseinheit (1) die
Ventile (V1 bis V6, V1′, V6′) steuert, in Abhängig
keit von Eingangssignalen, die vom Fahrer und von den
Wegsensoren (26, 27, 28) der Hydraulikzylinder
(20, 30, 50) abgegeben werden, sowie in Abhängigkeit
von anderen Signalen von im Fahrzeug vorhandenen
Sensoren oder Steuerungseinheiten, und daß die
Steuerungseinheit (1) entsprechende Signale an andere
Einheiten weitergibt.
17. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerungseinheit (1) alle
zum Schalten ohne Getriebesynchronisationsvorrichtung
notwendigen Informationen erhält, und in der Lage
ist, den Motor zu beeinflussen.
18. Hydraulische Getriebeansteuerung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind,
die ein Umschalten zwischen manuellem und automa
tischem Betrieb der Getriebeansteuerung ermöglichen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4320353A DE4320353A1 (de) | 1992-06-27 | 1993-06-19 | Hydraulische Getriebeansteuerung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4221197 | 1992-06-27 | ||
DE4320353A DE4320353A1 (de) | 1992-06-27 | 1993-06-19 | Hydraulische Getriebeansteuerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4320353A1 true DE4320353A1 (de) | 1994-01-05 |
Family
ID=25916092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4320353A Withdrawn DE4320353A1 (de) | 1992-06-27 | 1993-06-19 | Hydraulische Getriebeansteuerung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4320353A1 (de) |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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8141 | Disposal/no request for examination |