DE4320353A1

DE4320353A1 - Hydraulische Getriebeansteuerung

Info

Publication number: DE4320353A1
Application number: DE4320353A
Authority: DE
Inventors: Peter Drott; Wilhelm Prof Dr Seubert
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1992-06-27
Filing date: 1993-06-19
Publication date: 1994-01-05

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

Claims

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).

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.

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.

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.