DE60304136T2

DE60304136T2 - Momentunterbrechung-begrenzendes Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE60304136T2
Application number: DE60304136T
Authority: DE
Inventors: Yann Pissonnier
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2023-07-12
Also published as: EP1382890A1; FR2842270B1; DE60304136D1; ES2258701T3; EP1382890B1; ATE321225T1; FR2842270A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, dessen Antrieb insbesondere durch einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine oder auch durch die Kombination eines Verbrennungsmotors und einer elektrischen Maschine bereitgestellt werden kann.
Herkömmlich umfaßt ein mechanisches Getriebe einen angetriebenen Primärstrang und einen Sekundärstrang zur Aufnahme der Bewegung, wobei diese beiden Stränge parallel sind.
Der Primärstrang und der Sekundärstrang tragen Zahnritzel, die auf dem Primärstrang lose und auf dem Sekundärstrang bezüglich Drehungen und Verschiebungen unbeweglich montiert sind oder umgekehrt.
In Abhängigkeit vom gewählten Gang werden die losen Zahnritzel mittels eines Synchronisierungselements oder einer Schubgabel fest mit ihrer Welle verbunden.
Ein Synchronisierungselement ist in bekannter Weise zwischen zwei losen Zahnritzeln angeordnet, wobei jedes lose Zahnritzel ein Klauenkupplungszahnrad und einen männlichen Kupplungskegel trägt.
Das Synchronisierungselement umfaßt eine Hülse, die mit der Welle durch eine Rillenvorrichtung fest verbunden ist, mittels derer sie auf der Welle gleitend verschiebbar ist. Die Hülse trägt auf jede ihrer Seiten, einem losen Zahnritzel gegenüberliegend, einen Kupplungskegel.
Außerdem trägt die äußere Zylinderfläche der Hülse eine Zahnung, die ähnlich derjenigen der Klauenkupplungsräder der losen Zahnritzel ist und auf der ein Kranz mit Innenzahnung gleitend verschiebbar ist.
Eine Vorrichtung, die gemeinhin "Schaltgabel" genannt wird, ist dafür vorgesehen mit dem Kranz der Hülse zusammenzuarbeiten, indem sie in eine Aushöhlung eingreift, die in den Kranz eingearbeitet ist.
Um ein Zahnritzel fest mit der Welle zu verbinden, kuppelt man aus, um dann die Schubgabel in Richtung des Zahnritzels zu verschieben, indem die Schaltgabel betätigt wird.
Die Kupplungskegel des Zahnritzels und der Schubgabel kommen in Kontakt und in einer zweiten Phase kommt der Kranz der Hülse mit dem Klauenkupplungszahnrad des Zahnritzels in Eingriff.
Die mechanischen Getriebe des Stands der Technik sind damit komplex, da das Vorhandensein mehrerer Synchronisierungselemente, von denen jedes mehrere sich bewegende mechanische Elemente umfaßt, und das Vorhandensein eines Zahnrads auf jedem losen Zahnritzel, um mit dem zugehörigen Synchronisierungselement zusammenzuarbeiten, notwendig ist.
Außerdem ist zwischen dem Verbrennungsmotor oder auch der elektrischen Maschine und der Antriebswelle notwendigerweise eine Kupplung vorgesehen, um bei einem Gangwechsel den Motor und/oder die elektrische Maschine von der Welle zu trennen.
Trotz dieser komplexen Konstruktion verursachen mechanischen Getriebe beim Gangwechsel Drehmomentunterbrechungen.
Im Stand der Technik wurde dieses Problem durch den Einsatz eines Hybridantriebs gelöst, wobei die elektrische Maschine durch eine geeignete Steuerung die Drehmomentunterbrechungen kompensiert.
So beschreibt die Patentanmeldung FR-00 08820, die unter der Nummer FR-A-2 811 395 veröffentlicht ist, ein mechanisches Getriebe für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, bei dem der Primärstrang zwei Antriebswellen umfaßt, von denen die eine durch den Verbrennungsmotor und über eine Kupplung drehend angetrieben wird und die andere durch die elektrische Maschine drehend angetrieben wird.
Bei einem Gangwechsel werden die elektrische Maschine und das Verbindungssystem zwischen den beiden Wellen in geeigneter Weise gesteuert, um eine Drehmomentunterbrechung zu verhindern. Diese Anmeldung ist Teil des Stands der Technik, der in Bezug auf den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 6 von höchster Relevanz ist.
Dieses Problem kann auch mit einem Getriebe gelöst werden, das zwei Primärwellen und zwei Kupplungen umfaßt, wobei jede von diesen mit einer der Primärwellen verbunden ist.
Das Dokument EP-0 566 399 beschreibt eine automatische Kraftübertragung, die einen Drehmomentwandler, eine Übertragung durch ein Getriebe, einen hydraulischen Kreislauf und ein Steuergerät umfaßt.
Das Getriebe umfaßt zwei Wellen, von denen die eine zwei Zahnritzel umfaßt, die lose montiert sind und die zwei verschiedenen Gängen entsprechen.
Zu jedem der Zahnritzel gehört eine hydraulische Kupplung, deren Betrieb unter der Steuerung des Steuergeräts durch einen hydraulische Kreislauf bereitgestellt wird. Das Steuergerät ist dafür programmiert die Stöße zu verringern, die am Ende eines Gangwechselvorgangs erzeugt werden.
Die vom Steuergerät ausgeführten verschiedenen Steuerprogramme sind relativ komplex und dies um so mehr, als sie Zeiten zur Eliminierung von Toträumen und Zeiten zum Druckabbau berücksichtigen müssen, die spezifisch für jede hydraulische Kupplung sind.
Alle diese Vorrichtungen sind komplexe Konstruktionen und daher mit hohen Kosten verbunden.
Die Erfindung hat zum Ziel diese Nachteile zu beseitigen, indem sie ein Getriebe vorschlägt, das es gestattet, gleichzeitig die Kupplungen zu beseitigen und die Drehmomentunterbrechungen bei einem Gangwechsel stark einzuschränken.
So betrifft die Erfindung ein mechanisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu dem ein Antriebssystem gehört, wobei dieses Getriebe einen angetriebenen Primärstrang und einen Sekundärstrang für die Aufnahme der Bewegung umfaßt, wobei einer dieser beiden Stränge wenigstens zwei Zahnritzel mit verschiedenen Durchmessern umfaßt, die verschiedenen Gängen entsprechen und lose auf dem Strang angebracht sind, wobei zu jedem von diesen eine Schubgabel gehört, deren Funktion von einem Betätigungssystem unter der Steuerung einer Steuervorrichtung bereitgestellt wird, um die Übertragung des Motordrehmoments von einem Zahnritzel zum anderen ohne Drehmomentunterbrechung bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Primärstrang ohne eine dazwischenliegende Kupplung permanent mit dem Antriebssystem mechanisch verbunden ist und dadurch, daß jedes Zahnritzel und jede zugehörige Schubgabel einen Kupplungskegel umfaßt, wobei die Kegel eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel durch Druckkraft zusammenarbeiten können, um die Übertragung des Motordrehmoments bereitzustellen, und wobei die Steuervorrichtung die Betätigungssysteme beim Wechsel von einem Gang zu einem anderen insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Motordrehzahl steuert, um die Druckkraft zwischen den Kupplungskegeln eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel und zwischen denen eines anderen Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel progressiv zu verändern.
Vorzugsweise umfaßt das Betätigungssystem einer Schubgabel einen Kolben, der sich in einem Zylinder unter der Wirkung einer von einer Hydraulikpumpe erzeugten Druckkraft verschieben kann.
In einer speziellen Ausführungsform verschieben sich die Kolben gegen eine Feder.
In einer Ausführungsvariante ist das Betätigungssystem für zwei Schubgabeln gemeinsam und umfaßt einen Kolben, der sich in einem Zylinder verschieben kann und dies gegen die eine oder die andere von zwei Federn und unter der Wirkung einer Differenz der Druckkraft, die von einer Hydraulikpumpe erzeugt wird.
Vorteilhafterweise umfaßt die Steuervorrichtung einen Rechner, der den Betrieb der Hydraulikpumpe steuert.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Gangwechsel in einem mechanischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs, wobei dieses Getriebe gemäß der Erfindung ausgeführt ist.
Dieses Verfahren besteht darin, die Steuervorrichtung der Betätigungssysteme der Schubgabeln beim Wechsel von einem Gang zu einem anderen zu steuern, und dies insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Motordrehzahl, um die Druckkraft zwischen den Kupplungskegeln eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel und zwischen denen eines anderen Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel progressiv zu verändern und damit die Übertragung des Motordrehmoments von einem Zahnritzel zum anderen ohne Unterbrechung des Drehmoments bereitzustellen.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren darin bestehen, die Steuervorrichtung der Betätigungssysteme der Schubgabeln so zu steuern, daß die Veränderung der Druckkraft zwischen den Kupplungskegeln eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel und zwischen denen eines anderen Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel im wesentlichen kontinuierlich und symmetrisch ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kraftfahrzeug, das mit einem Getriebe gemäß der Erfindung ausgestattet ist und dessen Antrieb durch einen Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine bereitgestellt wird.
Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Ziele, Vorteile und Eigenschaften dieser werden deutlicher sichtbar beim Lesen der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausgeführt ist, in der:
1 in unvollständiger und schematischer Form zwei Zahnritzel, eine Schubgabel, ein Betätigungssystem und zwei Steuervorrichtungen eines Getriebes gemäß der Erfindung darstellt,
2 zwei Kurven umfaßt, von denen jede in Abhängigkeit von der Zeit den Druck zwischen dem Kupplungskegel eines Zahnritzels und dem zugehörigen Kupplungskegel der Schubgabel darstellt, wobei die erste Kurve (--) ein Zahnritzel eines ersten Gangs und die zweite Kurve (••) einem Zahnritzel eines höheren Gangs als dem Ersten entspricht,
3 ist ähnlich der 1 und stellt eine Variante des Betätigungssystems dar, und
4 ist ebenfalls ähnlich der 1 und stellt eine weitere Variante des Betätigungssystems dar.
Die den verschiedenen Figuren gemeinsamen Elemente sind mit denselben numerischen Bezugszeichen bezeichnet.
Wir beziehen uns zuerst auf 1, in der die Achse XX' den Primärstrang oder den Sekundärstrang des Getriebes gemäß der Erfindung darstellt.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein erstes Zahnritzel des Getriebes, das lose auf dem Strang XX' montiert ist, wohingegen das Bezugszeichen 2 ein zweites Zahnritzel bezeichnet, das ebenfalls lose auf dem Strang XX' montiert ist.
Diese beiden Zahnritzel 1 und 2 sind in Anbetracht ihrer Symmetrie zum Strang XX' unvollständig dargestellt.
Die Bezugszeichen 10 beziehungsweise 20 bezeichnen die Zahnung des Zahnritzels 1 beziehungsweise 2.
Die Bezugszeichen 11 beziehungsweise 21 bezeichnen die Kupplungskegel des Zahnritzels 1 beziehungsweise des Zahnritzels 2, die hier weibliche Kegel sind. Zu jedem Zahnritzel gehört ein unterschiedlicher Gang. Hier entspricht das Zahnritzel 2 einem Gang, der höher ist, als der Gang des Zahnritzels 1.
Zum Zahnritzel 1 gehört eine Schubgabel 3. Diese umfaßt einen Kupplungskegel 31, der dafür vorgesehen ist, durch Druck mit dem Kupplungskegel 11 des Zahnritzels 1 zusammenzuarbeiten, um die Übertragung des Motordrehmoments bereitzustellen, sowie eine Vorrichtung 32, die allgemein "Schaltgabel" genannt wird und die dafür vorgesehen ist, den Kupplungskegel 31 zu verschieben.
Ebenso gehört zum Zahnritzel 2 eine Schubgabel 4 mit einem Kupplungskegel 41, der dafür vorgesehen ist, durch Druck mit dem Kupplungskegel 21 des Zahnritzels 2 zusammenzuarbeiten, um die Übertragung des Motordrehmoments bereitzustellen, sowie eine Vorrichtung 42, die allgemein "Schaltgabel" genannt wird und die dafür vorgesehen ist, den Kegel 41 zu verschieben.
Damit kann die Vorrichtung 32 den Kegel 31 verschieben, damit er in Kontakt mit dem Kegel 11 kommt und damit der Druck zwischen den beiden Kegeln ausreicht, damit das Motordrehmoment über die Kegel 31 und 11 übertragen wird. In diesem Zustand ist der dem Zahnritzel 1 entsprechende Gang eingelegt.
In diesem selben Zustand wird die Vorrichtung 42 so betätigt, daß die Kegel 21 und 41 nicht in Kontakt stehen oder daß der Druck zwischen diesen nicht die Übertragung des Motordrehmoments gestattet. Der dem Zahnritzel 2 entsprechende Gang ist damit nicht eingelegt.
Zu jeder Vorrichtung 32, 42 der Schubgabel 3, 4 gehört ein Betätigungssystem 51, 52.
In dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese beiden Betätigungsvorrichtungen in ein und demselben Modul 5 zusammengefaßt, das mit dem Gehäuse 6 des Getriebes durch geeignete Mittel 60 verbunden ist.
Die beiden Betätigungssysteme 51, beziehungsweise 52, umfassen einen Kolben 510, beziehungsweise 520, der sich in einem Zylinder 511, beziehungsweise 521, des Moduls 5 verschieben kann, und dies gegen eine Feder 512, beziehungsweise 522, und unter der Wirkung einer Druckkraft, die von einer Hydraulikpumpe 7 erzeugt wird.
Herkömmlicherweise ist diese Hydraulikpumpe 7 über eine Leitung 710, beziehungsweise 720, mit jedem der Zylinder 511, 521 verbunden.
Die Hydraulikpumpe 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel den beiden Betätigungssystemen 51 und 52, die zu den Zahnritzeln 1 und 2 gehören, gemeinsam.
Diese Pumpe 7 wird von der Steuervorrichtung 8 des Getriebes gemäß der Erfindung gesteuert.
Diese Steuervorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Einheit 80 von Sensoren oder Anderem, was es gestattet einem Rechner 81 die zur Steuerung der Hydraulikpumpe 7 notwendigen Informationen zu liefern, wie insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl, die den Fahrzeugantrieb bereitstellt.
Die Funktionsweise des Getriebes gemäß der Erfindung wird nun mit Bezug auf 2 detaillierter beschrieben.
Als Beispiel betrifft die beschriebene Funktionsweise den Wechsel von einem ersten Gang, der dem ersten Zahnritzel 1 entspricht, zu einem zweiten Gang, der höher als der erste ist und dem zweiten Zahnritzel 2 entspricht.
Die gestrichelt gezeichnete Kurve (--) stellt den zeitlichen Verlauf der Druckkraft P₁ zwischen den beiden Kupplungskegeln 11 und 31 des Zahnritzels 1 beziehungsweise seiner Schubgabel 3 dar, wohingegen die andere Kurve (••) den zeitlichen Verlauf der Druckkraft P₂ zwischen den beiden Kupplungskegeln 21 und 41 des Zahnritzels 2 beziehungsweise seiner Schubgabel 4 darstellt.
Die Kurven stellen selbstverständlich nur ein Beispiel eines Verlaufs der Druckkraft zwischen jedem Kupplungskegelpaar dar.
Am Zeitpunkt t = 0 ist die Druckkraft P₁ maximal. In diesem Zustand ist der dem Zahnritzel 1 entsprechende Gang eingelegt und die Hydraulikpumpe 7 wird von der Steuervorrichtung 8 so gesteuert, daß der Kontakt zwischen den beiden Kupplungskegeln 11 und 31 hergestellt wird.
Parallel dazu ist zum Zeitpunkt t = 0 die Druckkraft P₂ zwischen den beiden Kupplungskegeln 21 und 41 Null, womit der dem Zahnritzel 2 entsprechende Gang nicht eingelegt ist.
Dieser Zustand dauert bis zum Zeitpunkt t = t₁. In diesem Moment leitet die Steuervorrichtung 8, insbesondere aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Motordrehzahl oder auch aufgrund einer Anforderung des Fahrers, einen Gangwechsel ein.
Zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ steuert die Steuervorrichtung 8 die Hydraulikpumpe 7 so, daß die Druckkraft P₁ zwischen den Kupplungskegeln 11 und 31 progressiv abnimmt, wohingegen die Druckkraft P₂ zwischen den Kupplungskegeln 21 und 41 in ebenfalls progressiver Weise zunimmt.
Somit wird während dieser Zeitspanne die auf den Kolben 510 ausgeübte Druckkraft verringert, wohingegen diejenige, die auf den Kolben 520 ausgeübt wird, steigt, damit der Kupplungskegel 41 zunehmend mit dem Kupplungskegel 21 des Zahnritzels 2 in Kontakt kommt.
Allerdings wird im Zeitintervall zwischen t₁ und t₂ effektiv ein Drehmoment über die beiden Kegel 11 und 31 übertragen, wohingegen kein Drehmoment über die Kegel 21 und 41 läuft, die aufeinander gleiten.
In dem hier dargestellten Beispiel vollzieht sich die Steuerung der Hydraulikpumpe 7 im wesentlichen kontinuierlich und symmetrisch auf jedem der Betätigungssysteme 51 und 52.
Es kann jedoch auch ein anderer Typ von Steuerung vorgesehen werden, wobei das Wesentliche ist, daß sie eine progressive und in umgekehrter Richtung laufende Veränderung der Druckkraft zwischen jedem Kupplungskegelpaar 11, 31 und 21, 41 gestattet.
Da die Druckkraft im Zylinder 521 weiter steigt, kommt ein Moment (Zeitpunkt t₂), an dem der Kupplungskegel 41 sich vollständig in Kontakt mit dem Kupplungskegel 21 des Zahnritzels 2 befindet, was jede Drehmomentübertragung zwischen dem Kupplungskegel 31 und dem Kupplungskegel 11 des Zahnritzels 1 unterbindet.
Genauer wird zum Zeitpunkt t₂ der Kegel 41 mit dem Kegel 21 mit einer Druckkraft in Kontakt gebracht, die ausreicht, damit das Motordrehmoment über diese beiden Kegel übertragen wird. Das Drehmoment läuft dann über die Kegel 21 und 41 und hört sogleich auf, über die Kegel 11 und 31 zu laufen, die dazu übergehen aufeinander zu gleiten und dies um so mehr, als die auf sie ausgeübte Druckkraft abgenommen hat und sie nahe an ihrer Rutschgrenze sind.
Außerdem kann für eine hohe Funktionssicherheit vorgesehen werden, da das System gesteuert ist, daß die Rotationsgeschwindigkeit der verschiedenen Kegel überwacht und der Druck im Zylinder 511 vollständig abgebaut wird, um die Kegel 11 und 31 freizugeben, sobald das Motordrehmoment über die Kegel 21 und 41 läuft (letztere drehen sich dann mit derselben Geschwindigkeit).
Diese Steuerung gestattet es, das Drehmoment vom Zahnritzel 1 auf das Zahnritzel 2 zu übertragen und dies ohne eine Unterbrechung und ohne, daß es notwendig ist, den angetriebenen Strang des Getriebes des Fahrzeugantriebssystems abzutrennen.
Damit ist in der Praxis der angetriebene Strang permanent mit dem Antriebssystem des Fahrzeugs verbunden, ohne, daß es notwendig ist eine Kupplung vorzusehen, und außerdem gestattet es die Steuervorrichtung 8, jede Drehmomentunterbrechung bei einem Gangwechsel zu vermeiden.
Wir beziehen uns jetzt auf 3, die eine Ansicht ähnlich der in 1 darstellt und die eine Variante des Betätigungssystems der Schubgabeln 3 und 4 darstellt.
Daher werden nur diese Betätigungssysteme im Detail beschrieben, die anderen Elemente sind identisch mit denen in 1.
Die zwei Betätigungselemente 51a, beziehungsweise 52a, der Vorrichtungen 32, beziehungsweise 42, sind wiederum im Modul 5 untergebracht.
Dieses definiert wiederum zwei Zylinder 511a, beziehungsweise 521a, in denen sich Kolben 510a, beziehungsweise 520a, verschieben können.
Jeder dieser beiden Kolben 510a, beziehungsweise 520a, kann sich im Zylinder 511a, 521a unter der Wirkung einer Druckkraft verschieben, die von der Hydraulikpumpe 7 erzeugt wird.
Diese letztere ist mit dem Zylinder 511a, beziehungsweise 521a, mittels Leitungen 710 und 711, beziehungsweise 720 und 721, verbunden.
Damit ist die Funktionsweise dieser Betätigungssysteme 51a und 52a leicht verschieden von den Betätigungssystemen 51 und 52 der 1.
Die Betätigungssysteme 51 und 52 werden tatsächlich als solche mit "Einfachwirkung" bezeichnet, das heißt, daß die "Ruheposition" der Betätigungssysteme durch die Federn 512 und 522 gehalten wird.
Um den Kegel 31 in Richtung des Kegels 11 zu verschieben, wird außerdem mittels der Leitung 710 Fluid unter Druck eingebracht. Für einen Wechsel der Verschiebungsrichtung des Kolbens und damit zur Verringerung oder Beseitigung des Kontakts zwischen den beiden Kegeln 11 und 31, wird der Fluiddruck in der Leitung 710 vermindert, wodurch die Feder 512 den Kolben 510 automatisch in seine Ausgangsposition zurückbringt.
Dagegen sind die Betätigungssysteme 51a und 52a Stellglieder mit "Zweifachwirkung", das heißt, daß die Verschiebung eines Kolbens in eine Richtung oder die andere erreicht wird, indem Fluid unter Druck in die eine oder die andere der Leitungen der Pumpe eingebracht wird, die mit den Zylindern verbunden sind, die zu den Kolben gehören.
Um den Kegel 31 und den Kegel 11 in Kontakt zu bringen, wird somit Fluid unter Druck in die Leitung 710 eingebracht. Dagegen wird zur Verringerung oder Beseitigung jedes Kontakts zwischen den Kegeln 11 und 31 Fluid unter Druck in den Zylinder 511a mittels der Leitung 711 eingebracht.
Es ist zu bemerken, daß in den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 die Steuerung dieser Betätigungssysteme in unabhängiger Weise realisiert ist.
Wir beziehen uns jetzt auf 4, die eine weitere Ausführungsvariante von Betätigungssystemen der Schubgabeln 3 und 4 darstellt, die alleine detailliert beschrieben wird.
In dieser Ausführungsvariante ist das Betätigungssystem 50 den beiden Schubgabeln 3 und 4 gemeinsam.
In diesem Fall definiert das Modul 5 einen einzigen Zylinder 500, in dem sich der Kolben 501 verschieben kann.
Die Verschiebung des Kolbens 501 vollzieht sich entgegen der Federn 502 beziehungsweise 503.
Die Steuerung des Kolbens 501 geschieht mittels Fluid unter Druck, das in den Zylinder 500 mittels Leitungen 700 oder 701 eingebracht wird.
Wenn das Betätigungssystem 4 den Kupplungskegel 41 mit dem Kupplungskegel 21 des Kolbens 2 in Kontakt bringen soll, wird somit beispielsweise Fluid unter Druck durch die Hydraulikpumpe 7 in die Leitung 700 gepreßt, derart, daß sich der Kolben 501 auf die Seite des Zahnritzels 2 verschiebt.
Wenn der Kontakt zwischen den beiden Kegeln 21 und 41 progressiv gelockert werden soll, reicht es aus, den Druck des Fluids in der Leitung 700 progressiv zu verringern, wodurch der Kolben 501 unter der Wirkung der Federn 502 und 503 in seine Ruheposition zurückgebracht wird.
Somit ist in der Ausführungsform der 4 das Betätigungssystem den beiden Zahnritzeln 1 und 2 gemeinsam und die Steuerungen der Schubgabeln 3 und 4 sind verbunden.
Es ist zu bemerken, daß in dieser Ausführungsform die Zahnritzel 1 und 2 nicht unmittelbar benachbarten Gängen entsprechen können, wie etwa dem 1. und 2. oder 3. und 4., da es in der Praxis sehr schwierig ist, eine perfekt symmetrische Konstruktion zu erreichen und die verschiedenen Teile sich im Verlauf der Lebensdauer des Fahrzeugs nicht in derselben Weise abnutzen.
Bei allen gerade beschriebenen Ausführungsformen hat das Getriebe gemäß der Erfindung den Vorteil die Gangwechsel ohne Drehmomentunterbrechung und ohne Kupplung bereitzustellen.
Mit diesem Getriebetyp ist es daher möglich, das Kupplungspedal zu beseitigen. Der Schaltknüppel kann beseitigt werden, er kann jedoch auch beibehalten werden, um die Fahrgewohnheiten des Fahrers nicht zu stören.
Schließlich gibt es in allen oben beschriebenen Ausführungsformen ein oder zwei Betätigungssysteme in einem einzigen Modul, das sich zwischen zwei Zahnritzeln befindet, der Rahmen der Erfindung wird jedoch mit einem Modul, das nur ein einzelnes Zahnritzel steuert, nicht verlassen, beispielsweise im Fall einer Welle, die eine ungerade Anzahl Zahnritzel umfaßt.
Die Bezugszeichen, die hinter den in den Ansprüchen vorkommenden technischen Eigenschaften stehen, haben als einzige Aufgabe das Verständnis letzterer zu erleichtern und nicht, deren Geltungsbereich einzuschränken.

Claims

Mechanisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug zu dem ein Antriebssystem gehört, wobei dieses Getriebe einen angetriebenen Primärstrang und einen Sekundärstrang für die Aufnahme der Bewegung umfaßt, wobei einer dieser beiden Stränge (XX') wenigstens zwei Zahnritzel (1, 2) mit verschiedenen Durchmessern umfaßt, die verschiedenen Gängen entsprechen und lose auf dem Strang angebracht sind, wobei zu jedem von diesen eine Schubgabel (3, 4) gehört, deren Funktion von einem Betätigungssystem (51, 52; 51a, 52a; 50) unter der Steuerung einer Steuervorrichtung (8) bereitgestellt wird, um die Übertragung des Motordrehmoments von einem Zahnritzel zum anderen ohne Drehmomentunterbrechung bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Primärstrang (XX') ohne eine dazwischenliegende Kupplung permanent mit dem Antriebssystem mechanisch verbunden ist und dadurch, daß jedes Zahnritzel (1, 2) und jede zugehörige Schubgabel (3, 4) einen Kupplungskegel (11, 21; 31, 41) umfaßt, wobei die Kegel eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel (11, 31; 21, 41) durch Druckkraft zusammenarbeiten können, um die Übertragung des Motordrehmoments bereitzustellen, und wobei die Steuervorrichtung (8) die Betätigungssysteme beim Wechsel von einem Gang zu einem anderen insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Motordrehzahl steuert, um die Druckkraft zwischen den Kupplungskegeln eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel und zwischen denen eines anderen Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel progressiv zu verändern.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungssystem (51, 52; 51a, 52a) einer Schubgabel (3, 4) einen Kolben (510, 520; 510a, 520a) umfaßt, der sich in einem Zylinder (511, 521; 511a, 521a) unter der Wirkung einer von einer Hydraulikpumpe (7) erzeugten Druckkraft verschieben kann.
Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (510, 520) sich gegen eine Feder (512, 522) verschieben.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungssystem (50) für zwei Schubgabeln (3, 4) gemeinsam ist und einen Kolben (501) umfaßt, der sich in einem Zylinder (500) verschieben kann und dies gegen die eine oder die andere von zwei Federn (502, 503) und unter der Wirkung einer Differenz der Druckkraft, die von einer Hydraulikpumpe (7) erzeugt wird.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (8) einen Rechner (81) umfaßt, der den Betrieb der Hydraulikpumpe (7) steuert.
Verfahren zum Gangwechsel in einem mechanischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren darin besteht, die Steuervorrichtung (8) der Betätigungssysteme (51, 52; 51a, 52a, 50) der Schubgabeln (3, 4) beim Wechsel von einem Gang zu einem anderen zu steuern, und dies insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Motordrehzahl, um die Druckkraft zwischen den Kupplungskegeln eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel und zwischen denen eines anderen Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel progressiv zu verändern und damit die Übertragung des Motordrehmoments von einem Zahnritzel zum anderen ohne Unterbrechung des Drehmoments bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 6, das darin besteht, die Steuervorrichtung (8) der Betätigungssysteme (51, 52; 51a, 52a, 50) der Schubgabeln (3, 4) so zu steuern, daß die Veränderung der Druckkraft zwischen den Kupplungskegeln eines Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel und zwischen denen eines anderen Zahnritzels und der zugehörigen Schubgabel im wesentlichen kontinuierlich und symmetrisch ist.
Kraftfahrzeug, das mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgestattet ist und dessen Antrieb durch einen Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine bereitgestellt wird.