WO1997010456A2 - Kraftfahrzeug mit einer einrichtung zur betätigung des drehmomentübertragungssystems und des getriebes - Google Patents

Kraftfahrzeug mit einer einrichtung zur betätigung des drehmomentübertragungssystems und des getriebes Download PDF

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WO1997010456A2
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Burkhard Kremmling
Nguyen Van Doan
Gerhard Overdiek
Ivo Agner
Dirk Heintzen
Dethlef Axmacher
Matthias Gramann
Gerhard Hettich
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Luk Getriebe-Systeme Gmbh
Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh
Luk Fahrzeug-Hydraulik Gmbh & Co. Kg
Temic Telefunken Microelectronic Gmbh
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Publication date
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    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19251—Control mechanism

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle with an engine, a transmission and
  • Torque transmission system with an actuator unit for actuating the
  • Operating lever such as shift lever, is carried out manually.
  • the invention was based on the problem of a motor vehicle with an automati
  • Hydraulic unit with hydraulic pump and possibly a pressure accumulator
  • the actuator unit being at least one
  • the hydraulic connections exist in particular
  • Hydraulic unit have a first area in which a
  • Proportional valve a fluid pressure for switching by means of an actuator
  • Hydraulic unit are arranged separately and via fluid connections
  • valve block is interconnected. Thus, a valve block can be separated from one
  • Actuator block can be arranged with the actuators. It can be useful
  • the sensors can be in the actuator unit or in
  • the actuator for clutch actuation can be operated directly with the valve block
  • An intermediate piston can also be used, for example
  • Actuator and valve block must be available.
  • Hydraulic unit the actuators and valves and hydraulic fluid connections
  • Dialing process can be controlled. Accordingly, it can be advantageous
  • Torque transmission system is controlled, wherein between the in
  • the hydraulic unit is arranged at least one sensor unit, which the
  • Sensor unit of the actuator unit detect the switching and selection process and the sensor unit of the hydraulic unit detect a clutch actuation process.
  • Fluid connection are integrated or included. It can be special
  • Proportional valves downstream switching valves are used.
  • Switching valves are used and at least to control another
  • Actuator at least one switching valve is used.
  • Proportional valve is used, preferably a proportional valve
  • Dialing has the advantage that controlled valves for the Dialing does not have to be used.
  • central control shaft can be controlled by the actuation
  • Actuators take place against the application of force to the energy accumulator.
  • downstream switching valves two pressure chambers of a differential cylinder
  • Pressure rooms are pressurized or neither of the two pressure rooms
  • the second pressure chamber is switched to essentially no pressure or the first
  • Pressure chamber is depressurized and the second pressure chamber
  • Proportional valve controls at least one cylinder pressure for switching or
  • Proportional valve is a pressure-fed proportional pressure reducing valve.
  • Proportional directional control valve is controlled. A combined control of
  • Clutch actuation and dialing is preferably done with a
  • Switch valve for controlling the switching process of the transmission either the
  • the first pressure chamber of the differential cylinder is pressurized and the second
  • Pressure chamber of the differential cylinder is depressurized or both pressure chambers
  • At least one other proportional valve is a proportional directional valve.
  • Proportional valves a proportional valve for coupling and selection and one
  • switching can be controlled by switching valves and by
  • Proportional valve designed for the high volume flow.
  • Coupling is also used to control the dial cylinder. Furthermore, it can be particularly useful if the fluid pressure to
  • Selection cylinder as for controlling the dialing process, by a separate one
  • Pressure control valve in particular a load pressure feedback control valve
  • a transmission such as a step transmission
  • Sensor unit is arranged on / in an actuator unit and a movement
  • the movable means is one-dimensional
  • an embodiment can be designed such that the
  • movable means in a plane or on a curved surface, such as
  • cylindrical surface is movable.
  • the spatially fixed means is a
  • the spatially fixed means is a
  • the movable means at least
  • Average is a path or surface of a potentiometer
  • movable means is a sliding contact of a potentiometer. It can be expedient if the movable means is a track or a
  • the surface of a potentiometer and the fixed means is a sliding contact
  • Control unit determined by means of the signals generated by the sensors, in
  • control unit signals the individual
  • Position of the movable means forms a matrix value that from
  • one-dimensional sensors is performed.
  • Multi-step transmission with a control unit, an actuator and
  • Coupling and dialing takes place at least temporarily at the same time. According to a further idea according to the invention, it is advantageous if
  • a vehicle with an engine, a transmission and one between engine and
  • Actuation path such as release path, is designed such that the
  • Disengagement path of the clutch is detected by means of a device which is arranged within the fluid connection to the actuator of the clutch and
  • Disengagement path or a disengagement position represents.
  • Piston which is axially displaceable within a housing and is given
  • Actuation of the clutch an axial displacement of the piston, such as Sensor Kol ⁇
  • the device with a housing and an input side
  • Pressure chamber and an outlet-side pressure chamber is formed, wherein a
  • Device is arranged in a fluid connection and a control
  • a non-contact sensor such as Hall sensor
  • Base plate is clamped, as held, and this base plate from the outside
  • the senor is a strain gauge
  • Hydraulic line a throttle valve or a throttle is arranged.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle
  • Fig. 2 is a schematic representation of an automatedmaschine ⁇
  • 1 1 is a view of a sensor arrangement
  • 1 7 is a hydraulic diagram
  • 1 8 is a hydraulic diagram
  • 21 a is a view of an actuator 21 b is a view of an actuator
  • 21 c is a view of an actuator
  • FIG. 1 shows a vehicle 1 with a drive unit 2, such as Ver
  • the drive shaft or propeller shaft 5 is the
  • Carrying system 3 consists essentially of a flywheel 3a, one
  • the release mechanism 3d can be made from one
  • hydraulic central release or consist of a mechanical
  • Release mechanism with mechanical actuation like release mechanism with release fork
  • a release bearing 9 is shown, which is actuated via a release fork 10
  • the torque transmission system 3 can be shown as
  • the transmission 4 is a conventional manual transmission, which is internal to the transmission
  • the transmission can be used as a transmission with tensile force
  • FIG. 1 shows an actuating unit 13, such as
  • Actuator unit which comprises a hydraulic or hydrostatic block
  • valves and hydraulic fluid lines and actuating cylinders if necessary with valves and hydraulic fluid lines and actuating cylinders,
  • the actuation unit 13 like the actuator unit, can also be equipped with a hydraulic unit
  • Unit 14 which is a hydraulic unit with a
  • Hydraulic pump and a tank and / or an accumulator, such as an accumulator includes.
  • the hydraulic unit 14 can also be divided into several sub-units
  • the hydraulic unit 14 can be divided into sub-units, the
  • Sub-unit hydraulic pump with motor for example, by a
  • Vehicle hydraulic pump is replaced in such a way that a common
  • a power steering pump can be, for example, a power steering pump.
  • the actuator unit 13 with the hydraulic unit 14 can be a structural unit
  • Actuators such as for clutch actuation, and individual
  • Hydraulic elements such as a pump, not in the hydraulic
  • a control unit 15 with a central computer unit is also available
  • the control unit 15 comprises, for example, a central one
  • Computer unit which, depending on the operating point, controls the coupling operation and actuation of the transmission, such as the automated
  • the control unit 15 is in signal connection with sensors, such as
  • the control unit 15 also has a CAN
  • the engine torque can be passed on to the control unit.
  • FIG 2 shows the transmission 4, the torque transmission system 3, how
  • Friction clutch with a flywheel 3a, the clutch disc 3b, the
  • the hydraulic central release 20 is over a
  • Supply line 21 such as pressure medium line, with hydraulic fluid and
  • Actuating unit 13 is attached to the transmission 4 and takes at least the
  • Circuit diagram of a manual transmission can be moved or operated to the
  • the actuation unit 13 stands with the control unit 15 via at least one
  • Data line 21 in signal connection which also as a cable harness
  • Different data lines or power lines can be configured.
  • CAN bus interface 22 is shown and a power supply
  • the hydraulic unit as shown in Figure 1, is in Figure 2
  • subunit 24 being the hydraulic
  • Unit with pump 25 and electric motor 26 for the pump comprises.
  • the unit 27 is connected via hydraulic lines lines 31, 32 connected to the actuating unit 13, such as the actuator unit, so
  • Actuators with at least one piston-cylinder unit. Furthermore shows the
  • Figure 2 shows the propeller shaft 33 arranged on the downside, via which the
  • driven axes are driven.
  • FIG. 2a shows a view of the actuation unit 13, like the actuator unit,
  • Circumference 34a represents the envelope of the transmission bell 34. Still is
  • Actuator unit such as actuation unit 13, is in this exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a side view of the actuator 13, like the actuator unit, like it
  • the connector 51 can be seen in a side view
  • the control shaft protrudes into the back of the actuator in the central area of the actuator
  • the actuator is accordingly on the
  • Actuator is taken up by the switching valves, the area 54 of
  • the actuation unit such as actuator unit 13, contains all switching and
  • the actuator also includes the sensors with respect to
  • FIG. 3 also shows an extension 55, which is connected to the coupling
  • This clutch travel sensor is a
  • hydraulically controlled sensor which has a piston in a housing
  • Movement or the position of the piston can be detected.
  • the sensor piston reference is made to FIG. 23.
  • FIG. 4 shows the actuator shown in FIG. 3 in a view from the
  • Proportional valves 52a, 52b arranged for a control or
  • Region 53 are again arranged switching valves, wherein in the axial Ver ⁇
  • an actuator such as an actuating cylinder
  • the connector 51 can be seen in a front view
  • Actuator 13 is screwed on. This connection can advantageously
  • the circular border 62 represents the average
  • the bolts 64 and 65 are responsible for the shaft 66 of the actuator
  • Wave 66 is connectable.
  • FIG. 5 shows a section through the actuator, as shown in FIG. 3
  • the central switching shaft 60 is in the
  • Axis 103 is axially displaceable and can be tilted about the joint 104.
  • Rotation of the guide sleeve 101 can be pivoted.
  • Switch shaft is rotatable. Instead of a ball and socket joint, a
  • a sensor element 120 such as encoder or
  • a sensor unit 121 such as slave, arranged by means of the plug
  • the sensor element 121 is in signal connection with the control unit.
  • the sensor element 121 is in signal connection with the control unit.
  • Magnet 120 is detectable.
  • the actuator 102 has two pressure spaces 102a and 102b, which by means of
  • the actuator can be designed as a differential cylinder, with a piston
  • the differential cylinder is designed in such a way
  • the differential cylinder can also be designed such that in two
  • the point of Anschu ⁇ g be arranged axially between the pressure spaces 102a, 102b
  • Energy storage such as springs in the Steli cylinder, can be the actuating force
  • the piston is possibly at a constant pressure, which is above a
  • Pressure control valve is controlled, applied so that movement of the
  • Figure 6 shows a variant of the arrangement of Figure 5, both the
  • FIG. 6 differs from the arrangement of FIG. 5
  • Shift shaft is arranged closer to the axis of the shift shaft and thus a
  • the sensor also consists of a large number of Hall sensors 1 51 and
  • a holder arranged on the shaft 66 with a magnet 1 52.
  • Figure 7 shows the actuator in section, with the upper part
  • Piston 201 The axial displacement of the piston 201 due to a
  • Approach 107 is connected to the shaft 66.
  • the ball head which is arranged with the extension 106 on the shaft 66,
  • This energy store 221 can also be in another resilient
  • Magnets 152 In the upper right area there are valves, such as switching valves 300,
  • the shaft 66 of the actuator leads into the space 202 and is by means of
  • seal such as ring seal 301, sealed.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment corresponding to FIG. 7,
  • the senor 121 is arranged in a different area, wherein
  • the magnet is arranged directly on the receptacle 66a of the shaft 66, wherein
  • the actuator 102 of Figures 5 to 8 represents the selector cylinder because of
  • the pistons 105 and 201 of the actuators 102 and 200 are differential pistons
  • Direction is larger on one side of the piston than on the other side of the piston.
  • the area 105a is larger than the area 105b, so that at
  • the piston of the differential cylinder is only an example.
  • Gearboxes with traction interruption can be used to shift and select
  • Piston-cylinder units arranged and on the central selector shaft
  • Such shift rods can by means of the above-mentioned adjusting means, such as
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of a shift cylinder 400
  • a guide sleeve 403 is arranged which receives a ball head 404,
  • FIG. 10 shows an arrangement of a selection cylinder 450 with an im
  • the pressure rooms 451, 452 are provided.
  • a connecting rod such as a piston rod
  • the central switching shaft 458 also pivoted about its axis.
  • Figure 1 1 shows an arrangement of sensors, such as Hall ⁇
  • the carrier 501 can be, for example, as
  • Plastic or metal part can be provided, which in an opening of the
  • Actuator housing can be inserted, so that the supply of the lines
  • Such a sensor device can be very useful
  • Riveting or plug connection can be provided, whereby a
  • the squares 502a to 502g represent the positions that from an encoder, such as magnets, below the Hall sensor arrangement
  • the circuit diagram corresponds to a double H arrangement as shown in FIG. 12
  • NEN denote the switching lanes, such as the line 550 and the
  • a gear position detection with the aid of the transmitter arrangement such as Hall sensor
  • Lines 503 are shown around the Hall sensors and these spatial
  • Sensitivity ranges indicate that a signal or a Hall voltage only
  • Sensitivity range is located below the sensor. That means if
  • Reverse gear is arranged that essentially only the sensor 500c
  • the sensor 500c is also correct
  • the sensor 500b generate a signal, the other two sensors 500a and
  • FIG. 1 1 By means of a clever arrangement of Hall sensors, as shown in FIG. 1 1
  • Encoder is arranged for example to the right or left of the slave.
  • the sensor practically only detects the distance. For this reason, a detected
  • control unit must accordingly the signals from the individual Hall sensors
  • central switching shaft is arranged or it can correspond to the
  • the shift shaft is in the central neutral position, for example
  • the middle position are arranged, the position can be clearly detected
  • both sensors generate a Hall signal.
  • Figure 1 3 shows a hydraulic plan for the automated actuation of the
  • line 603 is a pressure accumulator 604 with pressurized fluid
  • the pressure accumulator 604 is equipped with a pressure-dependent switch
  • Predeterminable limit value switches on the motor unit and thus the pump until
  • a first area A there is the hydraulics for controlling the automated ones
  • the clutch must be opened at least so far that a
  • the clutch is first activated
  • Px in the area 610 is controlled such that the pressure in the pressure chamber 613
  • the valve 608 must be controlled accordingly so that the pressure P ⁇ im
  • Area 610 or 613 can be specifically changed and according to the specifications
  • control unit engages or disengages the clutch or in a specified one
  • a gear can at least be taken out, so that
  • Valve 609 controlled the pressure P s in the area of lines 630, 631.
  • Valve 609 can also have a pressure-returned proportion
  • FIG. 1 Figure 4 is shown with reference numerals 52a and 52b.
  • differential cylinders such as differential pressure piston systems
  • the differential cylinders are preferably controlled by means of a
  • control valve is controlled, replaced.
  • Shift shaft can be moved in the axial direction.
  • the room area is 654
  • Neutral position N in the area H that is, in a rear area of the Heidelberggassen, initiated or from a region V, the front
  • FIG. 15 shows an exemplary embodiment in which the switching valve 632
  • Proportional valves 609 the differential cylinder is controlled as follows: In
  • the pressure chamber 650 has the same pressure as in the pressure chamber 654,
  • Switching path regulated or controlled within the switching lanes, such as
  • Pressure or force control can also be a path control or control
  • Chronize corresponds to a force regulation or force control with
  • Proportional valve is downstream and a pressure feedback proportional
  • valve such as pressure reducing valve used.
  • 3/2-way ball seat valves can be used.
  • Path control or path control is thus a when synchronizing
  • FIG. 13 shows a force-time curve in the
  • Area B of FIG. 1 3 a lane change, that is to say a selection process
  • aizylinder 700 controlled by two valves 701 and 702, so that over
  • Path measurement can be carried out or is carried out to a
  • the path regulation or control can be a pressure regulation or control
  • FIG. 16 shows a force-displacement curve or force-angle curve in the
  • the central control shaft is in the
  • Neutral alley is loaded into the alley / position 3/4. This means that
  • Pressure chamber 705 with the area A ⁇ and a pressure relief of the second
  • Pressure chamber 704 with the area A 2 results in a force on the piston that
  • the size of the set pressure P w depends on which one
  • valve 701 and valve 702 switched to pass are so that the same pressure P w prevails in the pressure chambers 705 and 704.
  • FIG. 20 shows an exposure of room 705 to the
  • Conditions of the transmission can change the balance of power, so
  • alley 1/2 as the alley with the lowest force
  • the selector cylinder 700 After selecting the alley, the selector cylinder 700 becomes the switching process
  • Switching shaft is switched in the forward or reverse direction V, H, so that a gear is engaged.
  • the clutch can then be closed again
  • the pressure modulation to control the dialing process is with the
  • This cycle can be stored sequentially in the control unit, so that
  • the switching valves 701, 702, 632 are so-called black and white switching
  • FIG. 21 a shows the actuator 13, like the actuator unit, of FIG. 3 in one
  • valves 701, 702 and 632 in the hydraulic diagram i.e. the
  • Valves S1 and S2 control the differential cylinder 700 to control the
  • Dialing process and the switching valve S3 controls the switching process.
  • a proportional valve 609 can also be seen.
  • the proportional valve 609 can also be seen.
  • the hydraulic line L1, 605 connects the pressure accumulator 604
  • Valves 608 and 609 are connected to the hydraulic supply system.
  • the hydraulic line L2, 612 connects the proportional valve 608 with the
  • L4 connects the switching valve F2, 702 to the differential cylinder 700
  • Hydraulic line L7 connects the switching valve S3, 632 to the differential
  • FIG. 21 b further shows the actuator in a further view
  • FIG. 21 c again shows a further view of the actuator
  • control device is shown in more detail in FIG. 22, the control device 800
  • the control unit 800 is shown framed by the broken line.
  • the control unit 800 is shown framed by the broken line.
  • Control unit units supplied. Furthermore, a sensor interface 802
  • the inputs of the sensor interface (digital) 802 are examples
  • the inputs of the sensor interface (analog) 803 are example
  • the arrows in FIG. 22 represent signal or supply connections.
  • the CAN bus interface 804 receives signals as inputs, for example
  • Brakes such as service or parking brakes, as well as one from
  • the CAN bus can receive signals via the
  • Outputs of the interface modules are determined, such as one
  • Gear indicator a clutch status indicator, an engine intervention, a
  • Unit 800 further includes one
  • central computer unit 805 such as microcontrollers, which

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Motor, einem Getriebe und einem im Drehmomentfluss zwischen Motor un Getriebe angeordneten Drehmomentübertragungssystem (3) mit einer Aktoreinheit (13) zur Betätigung des Kupplungsvorganges und des Schalt- und Wählvorganges zur Durchführung eines automatisierten Gangwechsels wobei die Aktoreinheit (13) von einer Hydraulikeinheit mit Hydraulikpumpe (4) und gegebenenfalls einen Druckspeicher (28) mit einem druckbeaufschlagten Medium versorgt wird, zur gezielten Ansteuerung eines Gangwechselvorganges, wobei die Aktoreinheit (13) zumindest ein Stellglied und die Hydraulikeinheit Ventile und Hydraulikfluidverbindungen aufweisen, welche zur gesteuerten Betätigung des Schalt-und Wählvorganges angesteuert werden.

Description

Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Betätigung des Drehmomentüber-
traounossystems und des Getriebes
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und
einem im Drehmomentfluß zwischen Motor und Getriebe angeordneten
Drehmomentübertragungssystem mit einer Aktoreinheit zur Betätigung des
Kupplungsvorganges und des Schalt- und Wählvorganges zur Durchführung
eines automatisierten Gangwechsels.
Die Durchführung eines Gangwechsels bei Kraftfahrzeugen wird teilweise per
Hand durch den Fahrer durchgeführt, wobei dieser Gangwechsel mittels eines
Betätigungshebels, wie Schalthebel, manuell durchgeführt wird.
Weiterhin existieren Automatgetriebe, welche im Vergleich zu einem
Schaltgetriebe, wie Stufengetriebe, einen komplizierteren und aufwendigeren
Aufbau aufweisen, welcher eine erhebliche Verteuerung des Getriebes mit sich
bringt. Diese Automatgetriebe können mittels hydraulischer Ansteuerung von
Bremsen und Kupplungen einen automatischen Gangwechsel vollziehen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einem automati¬
sierten Schaltgetriebe zu schaffen, welches auf Befehl des Fahrer oder voll- automatisch einen Gangwechsel eines Stufengetriebes vornimmt. Weiterhin lag
die Aufgabe zugrunde, die für die manuell betätigten Schaltgetriebe
verwendeten Getriebe vorzugsweise mit nur geringen Änderungen oder ohne
Änderungen auch für solche automatisierten Schaltgetriebe einsetzen zu können.
Weiterhin lag die Aufgabe zugrunde, einen Aktor zur Betätigung des Schalt-,
Wähl- und Kupplungsvorganges zu schaffen, der ein komfortables Gang¬ wechselverfahren erlaubt und trotzdem im Teilumfang optimiert ist und
kostengünstig produziert werden kann.
Weiterhin lag die Aufgabe zugrunde, einen integrierten Aktor zu schaffen,
welcher die notwendigen Stellmittel und Sensoren im wesentlichen beinhaltet.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Aktoreinheit von einer
Hydraulikeinheit mit Hydraulikpumpe und gegebenenfalls einem Druckspeicher
mit einem druckbeaufschlagteπ Medium versorgt wird zur gezielten An¬
steuerung eines Gaπgwechselvorganges, wobei die Aktoreinheit zumindest ein
Stellglied und die Hydraulikeinheit Ventile und Hydraulikfluidverbindungen
aufweisen, welche zur gesteuerten Betätigung des Schalt- und Wählvorganges
angesteuert werden. Die Hydraulikverbindungen bestehen insbesondere
zwischen Ventilen respektive zwischen Ventilen und den Stellgliedern. Dies kann erfindungsgemäß auch dadurch erreicht werden, daß die Aktor- und
Hydraulikeinheit einen ersten Bereich aufweisen, in welchem ein
Proportionalventil einen Fluiddruck zum Schalten mittels eines Stellgliedes
ansteuert und zumindest ein dem Proportionalventil nachgeschaltetes Ventil
die Schaltrichtung ansteuert, und einen zweiten Bereich aufweisen, in
welchem ein Proportionalventil einen Fluiddruck zur Betätigung des
Drehmomentübertragungssystems mittels eines Stellgliedes und
gegebenenfalls zum Wählen mittels eines Stellgliedes ansteuert, wobei zur
Ansteuerung des Wählens zumindest ein dem Proportionalventil
nachgeschaltetes Ventil verwendet wird.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Aktoreinheit und die Hydraulikeinheit eine
Baueinheit bilden, wobei die Hydraulikpumpe und/oder der Druckspeicher nicht
zwingend zu dieser Baueinheit gehören müssen und separat angeordnet sein
können.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn die Aktoreinheit und die
Hydraulikeinheit getrennt angeordnet sind und über Fluidverbindungen
miteinander verbunden sind. Somit kann ein Ventilblock separat von einem
Aktorblock mit den Stellgliedern angeordnet sein. Zweckmäßig kann es
weiterhin sein, wenn das Stellglied zur Betätigung der Kupplung nicht in der Aktoreinheit aufgenommen ist. Die Sensorik kann in der Aktoreinheit oder in
einer Hydraulikeinheit oder an den Stellgliedern aufgenommen oder angeordnet
sein. Das Stellglied zur Kupplungsbetätigung kann direkt mit dem Ventilblock
verbunden sein. Ebenfalls kann ein zwischengeschalteter Kolben beispielsweise
zur Fluidtrennung oder zur Sensierung der Kupplungsbetätigung zwischen
Stellglied und Ventilblock vorhanden sein.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Aktoreinheit und/oder eine
Hydraulikeinheit die Stellglieder und Ventile und Hydraulikfluidverbindungen
beinhaltet oder aufweist, welche zur gesteuerten Betätigung des Schalt- und
Wählvorganges angesteuert werden. Entsprechend kann es vorteilhaft sein,
wenn die Aktoreinheit und/oder die Hydraulikeinheit das zumindest eine Ventil
umfaßt, welches zur Ansteuerung des Ausrückvorganges des
Drehmomentübertragungssystems angesteuert wird, wobei zwischen dem im
Raumbereich an der Kupplung angeordneten Kupplungsnehmerzylinder und
dem zumindest einen im Aktor angeordneten Ventil eine Fluidverbindung
vorhanden ist.
Im wesentlichen kann es zweckmäßig sein, wenn in der Aktoreinheit und/oder
die Hydraulikeinheit zumindest eine Sensorikeinheit angeordnet ist, welche den
Kupplungsweg und/oder den Schalt- oder Wählweg detektiert. Dabei kann die
Sensorikeinheit der Aktoreinheit den Schalt- und -Wählvorgang detektieren und die Sensorikeinheit der Hydraulikeinheit einen Kupplungsbetätigungsvorgang detektieren.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn in der Aktoreinheit zumindest eine
Sensorikeinheit zur Detektion des Schalt- und des Wählweges angeordnet ist.
Entsprechend kann es zweckmäßig sein, wenn eine erste Sensorikeinheit zur
Detektion des Kupplungsweges und eine zweite Sensorikeinheit zur
gemeinsamen Detektion des Schalt- und des Wählweges innerhalb der
Aktoreinheit und/oder in der Hydraulikeinheit und /oder in einer
Fluidverbindung integriert oder aufgenommen sind. Dabei kann es besonders
zweckmäßig sein, wenn je eine Sensorikeinheit zur Detektion des Kupp¬
lungsweges in der Hydraulikeinheit und des Schaltweges und des Wählweges
in der Aktoreinheit integriert sind.
Weiterhin kann es bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Aktors
vorteilhaft sein, wenn zur Ansteuerung jedes Stellgliedes zum Kuppeln,
Schalten und Wählen jeweils ein Proportionalventil und gegebenenfalls den
Proportionalventilen nachgeschaltete Schaltventile eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, wenn zur Ansteuerung der
Stellglieder zum Kuppeln, Schalten und/oder Wählen zumindest zur Ansteuerung eines Stellgliedes ein Proportionalventil und gegebenenfalls
nachgeschaltete Schaltventile eingesetzt werden.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn zur Ansteuerung der Stellglieder zum
Kuppeln, Schalten und/oder Wählen zumindest zur Ansteuerung eines
Stellgliedes ein Proportionalventil und gegebenenfalls nachgeschaltete
Schaltventile eingesetzt werden und zumindest zur Ansteuerung eines anderen
Stellgliedes zumindest ein Schaltventil verwendet wird.
Insbesondere kann es zweckmäßig sein, wenn zur Ansteuerung jedes
Stellgliedes zum Kuppeln, Schalten und Wählen, zumindest ein
Proportionalventil eingesetzt wird, wobei vorzugsweise ein Proportionalventil
zum Kuppeln und Wählen und ein anderes Proportionalventil zum Schalten
eingesetzt wird und diesen Proportionalventilen gegebenenfalls Schaltventile
nachgeschaltet werden.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn ein Proportionalventil den Druck zur
Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes der Kupplung steuert und
nachdem die Kupplung ausgerückt ist mittels zumindest eines
nachgeschalteten Schaltventiles der Wählvorgang ebenfalls durch den von
dem Proportionalventil angesteuerten Druck gesteuert wird. Die Steuerung des
Wählvorganges weist den Vorteil auf, daß geregelte Ventile für den Wählvorgang nicht zwingend eingesetzt werden müssen. Durch
getriebeinterne Kraftspeicher und eine daraus resultierende
Kraftbeaufschlagung des Betätigungselementes des Getriebes, wie
beispielsweise zentrale Schaltwelle, kann eine gesteuerte Betätigung durch die
Stellglieder gegen die Kraftbeaufschlagung der Kraftspeicher erfolgen.
Im wesentlich kann es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein,
wenn zur Ansteuerung des Wählvorganges ein Proportionalventil den Druck
des Hydraulikfluid steuert und mittels zweier dem Proportionalventil
nachgeschaltete Schaltventile zwei Druckräume eines Differentiaizylinders
angesteuert werden.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es zweckmäßig sein,
wenn die beiden Räume des Differentiaizylinders zum Wählen mittels der
beiden Schaltventile derart angesteuert werden, daß entweder beide
Druckräume druckbeauschlagt werden oder keiner der beiden Druckräume
druckbeaufschlagt wird oder der erste Druckraum druckbeauschlagt wird und
der zweite Druckraum im wesentlichen drucklos geschaltet wird oder der erste
Druckraum drucklos geschaltet wird und der zweite Druckraum
druckbeaufschlagt wird. Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn mittels der Ansteuerung der zwei
Druckräume eines Differentiaizylinders eine mehrstufige Kraftcharakteristik zum
Wählen der Gangstufen erzeugt wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zum Schalten ein Differentiaizylinder
mittels eines Proportionalventiles und eines nachgeschalteten Schaltventiles
angesteuert wird. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das mindestens eine
Proportionalventil mindestens einen Zylinderdruck zum Schalten steuert oder
regelt.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn zumindest ein Proportionalventil
ein Proportionalwegeventil ist. Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn ein
Proportionalventil ein druckrückgeführtes Proportionaldruckminderventil ist. In
diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig sein, wenn der Wählvorgang
oder Schaltvorgang mit einem Proportionaldruckminderventil angesteuert wird.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die Betätigung der Kupplung mit einem
Proportionalwegeventil angesteuert wird. Ein kombinierte Ansteuerung von
Kupplungsbetätigung und Wählvorgang wird vorzugsweise mit einem
Proportionaldruckminderventil durchgeführt.
Im wesentlichen kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Druckräume des
Differentiaizylinders zur Ansteuerung des Schaltvorganges derart druckgeregelt oder druckgesteuert druckbeaufschlagt werden, daß eine druckgeregelte oder
druckgesteuerte Kraft in die eine in die andere Richtung zum Schalten
resultiert. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die eine
druckgeregelte oder druckgesteuerte Kraft in die eine Richtung betragsmäßig
gleich der anderen druckgeregelten oder druckgesteuerten Kraft in die andere
Richtung ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorteilhaft ausgestaltet, wenn das
Schaltventil zur Ansteuerung des Schaltvorganges des Getriebes entweder den
ersten Druckraum des Differentiaizylinders druckbeaufschlagt und den zweiten
Druckraum des Differentiaizylinders drucklos schaltet oder beide Druckräume
druckbeaufschlagt schaltet.
Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn zumindest einer der
Differentiaizylinder zum Schalten oder Wählen auf den entgegengesetzten
Seiten des Kolben unterschiedlich große in axialer Richtung wirksame Flächen
aufweist. Dabei kann es weiterhin besonders vorteilhaft sein, wenn zumindest
einer der Differentiaizylinder zum Schalten oder Wählen auf den entgegen¬
gesetzten Seiten des Kolbens unterschiedlich große, in axialer Richtung
wirksame Flächen aufweist, wobei das Flächenverhältnis 2 : 1 beträgt. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es besonders
zweckmäßig sein, wenn zumindest eines der Proportionalventile ein druckge¬
regeltes, insbesondere ein lastdruckrückgeführtes, Proportionalventil ist.
Zweckmäßig kann es sein, wenn zumindest eines der Proportionalventile ein
druckgeregeltes, insbesondere lastdruckrückgeführtes Proportionalventil ist
und zumindest ein weiteres Proportionalventil ein Proportionalwegeventil ist.
Im wesentlichen kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest eines der
Proportionalventile, ein Proportionalventil zum Kuppeln und Wählen und ein
Proportionalventil zum Schalten ein druckgeregeltes, insbesondere lastdruck¬
rückgeführtes Ventil ist.
Weiterhin kann es bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig
sein, wenn der Kupplungsbetätigungsvorgang weg- und/oder druckgeregelt
oder druckgesteuert wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Wählvorgang weg- und/oder
druckgeregelt oder druckgesteuert wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt in vorteilhafter Weise,
daß der Schaltvorgang weggesteuert oder weggeregelt wird, wobei eine zusätzliche unterlagerte Drucksteuerung oder Druckregelung, insbesondere in
der Synchronisierphase des Schaltvorganges, durchgeführt wird.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schaltvorgang druckgeregelt oder -gesteuert
erfolgt.
Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn die Differentiaizylinder zum Wählen
oder Schalten mittels Schaltventilen angesteuert werden und mittels
vorgeschalteter Proportionalventile der Fluiddruck zum Schalten oder Wählen
gesteuert oder geregelt wird. Die den Schaltventilen im Fluidstrom
vorangestellten Proportionalventile weisen den erfindungsgemäßen Vorteil auf,
daß die Proportionalventile auf einen geringeren Durchfluß ausgelegt sein
müssen und die Schaltventile für einen höheren Volumenstrom ausgelegt sein
müssen. Somit lassen sich relativ kostengünstige Proportionalventile einsetzen,
wobei eventuelle Mehrkosten bei den Schaltventilen diesen Vorteil nicht
aufheben können. Ist hingegen das Proportionalventil im Fluidstrom nach dem
Schaltventil angeordnet, in Richtung auf den Verbraucher betrachtet, muß das
Proportionalventil für den hohen Volumeπstrom ausgelegt sein.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es zweckmä¬
ßig, wenn der gesteuerte oder geregelte Fluiddruck zur Ansteuerung der
Kupplung ebenfalls zur Ansteuerung des Wählzyliπders herangezogen wird. Weiterhin kann es besonders zweckmäßig sein, wenn der Fluiddruck zum
Ansteuern des Wählvorganges im Hydraulikschema oder in der
Hydraulikeinheit nach dem Proportionalventil zur Kupplungssteuerung
abgegriffen wird.
Zweckmäßig kann es ebenfalls sein, wenn der Fluiddruck zur Ansteuerung des
Wähizylinders, wie zur Ansteuerung des Wählvorganges, durch ein separates
Druckregelventil, insbesondere ein lastdruckrückgeführtes Regelventil, erzeugt
wird.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken ist es zweckmäßig, wenn
bei einem Fahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe, wie Stufengetriebe, und
mit einem Drehmomentübertragungssystem, wie Kupplung, im Drehrπoment-
fluß zwischen Motor und Getriebe mit einer zentralen Steuereinheit und mit
einer Hydraulikeinheit mit Hydraulikpumpe und gegebenenfalls mit Druck¬
speicher und Ventilen und mit einer Aktoreinheit, wie Betätigungseinheit,
welcher Stellglieder und gegebenenfalls Ventile zur Betätigung des Wählens
und des Schaltens einer Gangposition in den Schaltklassen des Getriebes
umfassen kann und ein Stellglied zur Kupplungsansteuerung derart ansteuert,
daß die Ansteuerung der Stellglieder zumindest teilweise seriell erfolgt. Vorteilhaft kann es sein, wenn die Kupplungsbetätigung (K), der Schaltvorgang
(S) und der Wählvorgang (W) zumindest teilweise seriell erfolgt. Dabei ist es
zweckmäßig, wenn der Vorgang K-S-W-S-K vollständig seriell erfolgt oder die
Betätigungen K-S und/oder S-K, sowie gegebenenfalls S-W und W-S zumindest
teilweise parallel, wie zeitgleich, erfolgen.
Weiterhin kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Hydraulikeinheit
und/oder die Aktoreinheit zur Ansteuerung des Schalt- und Wählvorganges
und zur Ansteuerung der Kupplung als Zusatzvorrichtungen an ein üblicher-
weise handgeschaltetes Stufengetriebe angebracht wie angeschlossen werden
kann.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken ist bei einer Sensorikeinheit
besonders vorteilhaft, wenn diese mit einem bewegbaren Mittel und einem
raumfest angeordneten Mittel ausgestattet ist, wobei das bewegbare Mittel
einen Geber umfaßt und das raumfest angeordnete Mittel die relative Position
des bewegbaren Mittels in bezug auf das raumfeste Mittel detektiert, wobei die
Sensorikeinheit an/in einer Aktoreinheit angeordnet ist und eine Bewegung
eines Elementes eines Getriebes direkt oder indirekt bei einem Wähl- oder
Schaltvorgang detektiert. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das bewegbare Mittel eindimensional
oder zweidimensional oder dreidimensional bewegbar ist.
Vorzugsweise kann ein Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet sein, daß das
bewegbare Mittel in einer Ebene oder auf einer gekrümmten Fläche, wie
beispielsweise Zylindermantelfläche, bewegbar ist.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das bewegbare Mittel auf einer
geraden oder gekrümmten Bahn bewegbar ist.
Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Sensorikeinheit die
Position des bewegbaren Mittels berührungslos oder mittels Berührung
detektiert.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das raumfest angeordnete Mittel eine
räumliche Anordnung von Sensoren aufweist, welche in Abhängigkeit der
Position des bewegbaren Mittels Signale erzeugen.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn das raumfest angeordnete Mittel
zumindest ein Sensor umfaßt, der in Abhängigkeit der Position des beweg¬
baren Mittels ein Signal erzeugt. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das raumfest angeordnete Mittel eine
räumliche Anordnung von Hall-Sensoren oder anderen berührungslosen
Sensoren umfaßt.
Weiterhin kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vorteilhaft ausgestaltet
sein, indem das raumfest angeordnete Mittel eine rechteckige oder quadra¬
tische oder dreieckige oder lineare Anordnung von zumindest zwei Hall-
Sensoren oder anderen berührungslosen Sensoren umfaßt.
Dementsprechend ist es zweckmäßig, wenn das bewegbare Mittel zumindest
einen Magneten oder einen anderen berührungslosen Geber umfaßt.
Zweckmäßig kann es sein, wenn die berührungslosen Sensoren oder Hall-
Sensoren auf einer Ebene oder auf einer gekrümmten Fläche oder auf einer
geraden oder auf einer gekrümmten Bahn angeordnet sind.
Entsprechend kann es zweckmäßig sein, wenn das raumfest angeordnete
Mittel eine Bahn oder eine Fläche eines Potentiometers ist, wobei das
bewegbare Mittel ein Schleifkontakt eines Potentiometers ist. Zweckmäßig kann es sein, wenn das bewegbare Mittel eine Bahn oder eine
Fläche eines Potentiometers ist und das raumfeste Mittel ein Schleifkontakt
eines Potentiometers ist.
In einer weiteren Variation der Erfindung kann es vorteilhaft sein, wenn die
Steuereinheit mittels der von den Sensoren erzeugten Signale ermittelt, in
welcher Position das bewegbare Mittel im Vergleich zu den raumfesten Mitteln
positioniert ist, insbesondere zur Detektion eines aktuellen Schalt- und/oder
Wählzustandes und/oder zur im wesentlichen ständigen Detektion von zum
Schalten und/oder Wählen vorhandenen Mitteln.
Zweckmäßig kann es sein, wenn die Steuereinheit Signale der einzelnen
Sensoren in einer Matrixdarstellung transformiert, wobei die analogen Signale
der Sensoren in digitale Werte umgesetzt werden und jeder einnehmbaren
Position und der Weg des bewegbaren Mittels quasi kontinuierlich durch
Matrixwerte dargestellt wird.
Erfindungsgemäß kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit zu jeder
Position des bewegbaren Mittels einen Matrixwert bildet, der aus
Einzelmeßwerten von Sensorsignalen der einzelnen Sensoren gebildet wird. Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn eine zweidimensionale Auflösung der
Sensorikeinheit durch eine räumliche Anordnung von im wesentlichen
eindimensional wirkenden Sensoren durchgeführt wird.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken kann es bei einem
Verfahren zum Regeln oder Steuern eines automatisierten Schaltgetriebes die
Stufengetriebe mit einer Steuereinheit, einer Betätigungseinrichtung und
Sensoren zur Detektion des Betriebszustandes vorteilhaft sein, wenn die
Ansteuerung des Kupplungsvorganges und des Wählvorganges seriell erfolgt,
wobei insbesondere ein gemeinsames Druckregelventil verwendet wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Ansteuerung des Kupplungs-,
Schalt- und Wählvorganges seriell erfolgt.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn die Ansteuerung des Schaltvor¬
ganges unabhängig von der seriellen Ansteuerung des Kupplungs- und
Wählvorganges erfolgt.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Schaltvorgang und der serielle
Kupplungs- und Wählvorgang zumindest zeitweise gleichzeitig erfolgt. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken ist es vorteilhaft, wenn
bei einem Verfahren zum automatisierten Wechseln von Gangpositionen bei
Stufengetrieben ein Gangwechsel auf Knopfdruck wie manuell eingeleitet wird
oder vollautomatisch erfolgt.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken kann es besonders
zweckmäßig sein, wenn ein Gangwechsel je nach Schalterstellung eine
Fahrerwunschschaltung besonders komfortabel oder besonders sportlich
erfolgt.
Zweckmäßig kann es dabei sein, daß bei einem komfortablen Gangwechsel der
Synchronisiervorgang beim Schalten mit geringerer Kraft erfolgt als bei einem
sportlichen Gangwechsel.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken ist es zweckmäßig, wenn
ein Fahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und einem zwischen Motor und
Getriebe im Drehmomentfluß angeordneten Drehmomentübertragungssystem,
wie Kupplung, mit einer Hydraulikeinheit, welche über eine Hydraulikpumpe
und zumindest ein Ventil verfügt zur Ansteuerung eines Hydraulikzylinders zur
Steuerung des übertragbaren Drehmoments der Kupplung über einen
Betätigungsweg, wie Ausrückweg, derart ausgestaltet ist, daß der
Ausrückweg der Kupplung mittels einer Vorrichtung detektiert wird, welche innerhalb der Fluidverbindung zum Stellglied der Kupplung angeordnet ist und
einen Kolben aufweist, der durch seine relative Position zu einem Sensor den
Ausrückweg oder eine Ausrückposition repräsentiert.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn einer Vorrichtung mit einem
Kolben, welcher innerhalb eines Gehäuses axial verlagerbar ist und gegebe¬
nenfalls zumindest einseitig federbeaufschlagt ist, wobei diese Federn
gegebenenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, wobei in axialer
Richtung betrachtet vor und hinter dem Kolben je ein druckbeaufschlagbarer
Raum vorhanden ist, welcher mit Hydraulikanschlüssen versehen ist und ein
Sensor die axiale Position des Kolbens detektiert, wobei eine angesteuerte
Betätigung der Kupplung eine axiale Verlagerung des Kolbens, wie Sensorkol¬
bens, bewirkt.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn eine Vorrichtung derart ausgestaltet
ist, daß die Vorrichtung mit einem Gehäuse und einem eingangsseitigen
Druckraum und einem ausgangsseitigen Druckraum ausgebildet ist, wobei ein
axial verlagerbarer Kolben die beiden Druckräume voneinander trennt und die
Vorrichtung in einer Fluidverbindung angeordnet ist und eine Ansteuerung
eines nachgeschalteten Stellgliedes eine axiale Verlagerung des Kolbens
bewirkt und ein am oder im Gehäuse angeordneter Sensor diese Kolbenbewe¬
gung detektiert. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn innerhalb des Gehäuses Kraftspeicher
angeordnet sind, welche den Kolben axial beaufschlagen und im drucklosen
Zustand zentrieren.
Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn eine Schnüffelbohrung zum gezielten
Druckausgleich an dem Gehäuse angebracht ist, wobei die Schnüffelbohrung
mittels einer Fluidverbindung mit dem Sumpf der Hydraulikeinheit verbunden
ist.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn der Sensor zur Detektion der
Kupplungsposition ein berührungsloser Sensor, wie beispielsweise Hall-Sensor,
ist.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn die Auslenkung des Ausrücklagers
einer Kupplung mittels eines elastisch biegbaren Mittels detektiert wird,
welches von außen in die Getriebeglocke hineinragt und sich im wesentlichen
am Ausrücklager axial abstützt, wobei die Biegung des biegbaren Mittels
mittels eines Sensors detektiert wird. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn das elastisch biegbare Mittel in einer
Grundplatte eingespannt, wie gehalten, ist und diese Grundplatte von außen
an dem Getriebe befestigt wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der Sensor ein Dehnungsme߬
streifen oder ein Piezosensor oder ein anderer berührungsloser Sensor, wie
Hall-Sensor, ist.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es zweckmäßig sein,
wenn den Schaltventilen zur Ansteuerung des Wählvorganges ein Drosselventil
oder eine Drossel vorgeschaltet ist.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn einem Druckspeicher ein Drosselventil
oder eine Drossel nachgeschaltet ist.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn in einer Druckmittelleitung, wie
Hydraulikleitung, ein Drosselventil oder eine Drossel angeordnet ist.
Die Erfindung sei anhand der Figuren 1 bis 29 näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines automatisierten Schaltge¬
triebes,
Fig. 2a eine Ansicht des Aktors,
Fig. 3 eine Ansicht des Aktors,
Fig. 4 eine Ansicht des Aktors,
Fig. 5 eine Ansicht des Aktors,
Fig. 6 eine Ansicht des Aktors,
Fig. 7 eine Ansicht des Aktors,
Fig. 8 eine Ansicht des Aktors,
Fig. 9 eine Ansicht eines Stellglieds,
Fig. 10 eine Ansicht eines Stellglieds,
Fig. 1 1 eine Ansicht einer Sensoranordnung,
Fig. 12 eine Ansicht eines Schaltschemas,
Fig. 13 ein Hydraulikschema,
Fig. 14 ein Hydraulikschema,
Fig. 15 ein Hydraulikschema,
Fig. 16 ein Diagramm,
Fig. 1 7 ein Hydraulikschema,
Fig. 1 8 ein Hydraulikschema,
Fig. 19 ein Hydraulikschema,
Fig. 20 ein Hydraulikschema,
Fig. 21 a eine Ansicht eines Aktors Fig. 21 b eine Ansicht eines Aktors,
Fig. 21 c eine Ansicht eines Aktors,
Fig. 22 ein Blockdiagramm,
Fig. 23 einen Ausschnitt eines Hyi
Fig. 24 ein Diagramm,
Fig. 25 einen Schnitt einer Getrieb
Fig. 26 ein Sensor,
Fig. 27 ein Hydraulikschema,
Fig. 28 ein Hydraulikschema und
Fig. 29 einen Aktorblock.
Die Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 2, wie Ver¬
brennungsmotor, mit einem Drehmomentübertragungssystem 3 und einem
nachgeschalteten Getriebe 4. Die Antriebswelle oder Kardanwelle 5 ist dem
Getriebe 4 nachgeschaltet und über ein Differential 6 mit den Antriebswellen 7
und mit den angetriebenen Rädern 8 verbunden. Das Drehmomentüber¬
tragungssystem 3 besteht im wesentlichen aus einem Schwungrad 3a, einer
Kupplungsscheibe 3b, einer Tellerfeder 3c, einem Kupplungsdeckel und einem
Ausrückmechanismus 3d. Der Ausrückmechanismus 3d kann aus einem
hydraulischen Zentralausrücker bestehen oder aber durch einen mechanischen
Ausrücker mit mechanischer Betätigung, wie Ausrücker mit Ausrückgabel
gebildet sein, wobei die Ansteuerung des mechanischen Ausrückhebels, wie Ausrückgabel, mittels eines Nehmerzylinders angesteuert wird. In der Figur 1
ist ein Ausrücklager 9 dargestellt, welches über eine Ausrückgabel 10 betätigt
wird, wobei die Ausrückgabel 10 von einem Nehmerzylinder 11 angesteuert
wird. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann als dargestellte
Reibungskupplung mit oder ohne eine einen Verschleiß nachstellende
Vorrichtung ausgestaltet sein. Weiterhin kann das Drehmo¬
mentübertragungssystem als Magnetpulverkupplung oder als Überbrü-
kungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers ausgebildet
sein.
Das Getriebe 4 ist ein konventionelles Schaltgetriebe, das über getriebeinterne
Schaltelemente verfügt, welche über eine zentrale Schaltwelle 12 oder Schalt¬
stangen geschaltet wird. Das Getriebe kann als Getriebe mit Zugkraft¬
unterbrechung ausgebildet sein.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 zeigt eine Betätigungseinheit 13, wie
Aktoreinheit, welche einen Hydraulik- oder Hydrostatikblock umfaßt,
gegebenenfalls mit Ventilen und Hydraulikfluidleituπgen und Stellzylindern,
welche eine Ansteuerung des Getriebebetatigungselementes 12 durchfuhren.
Die Betätigungseinheit 13, wie Aktoreinheit, kann auch mit einer Hydraulik¬
einheit 14 in Verbindung stehen, welche ein Hydraulikaggregat mit einer
Hydraulikpumpe und einem Tank und/oder einem Speicher, wie Druckspeicher, beinhaltet. Die Hydraulikeinheit 14 kann auch in mehrere Untereinheiten
aufgeteilt sein, um entsprechend dem notwendigen Bauraum in dem Fahrzeug
in günstige Positionen eingebaut werden zu können.
Die Hydraulikeinheit 14 kann in Untereinheiten aufgeteilt werden, wobei die
Untereinheit Hydraulikpumpe mit Motor beispielsweise durch eine schon im
Fahrzeug vorhandene Hydraulikpumpe derart ersetzt wird, daß eine gemeinsa¬
me Hydraulikpumpe mehrere Hydraulikelemente bedient. Eine solche Pumpe
kann beispielsweise eine Lenkhilfpumpe sein.
Ebenso kann die Aktoreinheit 13 mit der Hydraulikeinheit 14 eine Baueinheit
bilden. In diesem Falle können jedoch gegebenenfalls zumindest einzelne
Stellglieder, wie beispielsweise zur Kupplungsbetätigung, und einzelne
Hydraulikelemente, wie beispielsweise eine Pumpe, nicht in der Hydrauli-
keinheit integriert sein.
Weiterhin steht eine Steuereinheit 15 mit einer zentralen Computereinheit zur
Verfügung, welche ankommende Signale verarbeitet und Steuerbefehle an die
Betätigungseinrichtung 13 und/ oder die Hydraulikeinheit 14 mit den Stell-
gliedern weiterleitet. Die Steuereinheit 15 umfaßt beispielsweise eine zentrale
Computereinheit, welche betriebspunktabhängig die Steuerung der Kupp- lungsbetätigung und die Betätigung des Getriebes, wie des automatisierten
Gangwechsels des Getriebes 4 ansteuert.
Die Steuereinheit 15 steht mit Sensoren in Signalverbiπdung, wie beispiels-
weise mit einem Drosselklappensensor 16, der Drosselklappe 17 des
Antriebsaggregates 2 sowie mit Drehzahlsensoren 18, Tachometersensoren 19
und Gangerkennungssensoren, welche beispielsweise in der Betätigungseinheit
13 aufgenommen sind. Weiterhin verfügt die Steuereinheit 15 über eine CAN-
Bus Schnittstelle, über welche die Steuereinheit mit anderen Elektronik-
einheiten in Signalverbindung steht, so daß über beispielsweise die Motore¬
lektronik das Motormoment an die Steuereinheit weiter gegeben werden kann.
Die Figur 2 zeigt das Getriebe 4, das Drehmomentübertragungssystem 3, wie
Reibungskupplung, mit einem Schwungrad 3a, der Kupplungsscheibe 3b, der
Tellerfeder 3c, dem Kupplungsdeckel 3e und mit einem hydraulischen
Zentralausrücker 20. Der hydraulische Zentralausrücker 20 wird über eine
Versorgungsleitung 21 , wie Druckmittelleitung, mit Hydraulikflüssigkeit und
Fluiddruck versorgt, welche mit der Betätigungseinheit 13 verbunden ist. Die
Betätiguπgseinheit 13 ist am Getriebe 4 befestigt und nimmt zumindest den
Endbereich der zentralen Schaltwelle des Getriebes auf, so daß die internen
Stellglieder innerhalb der Betätigungseinheit 13 die zentrale Schaltwelle des
Getriebes in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung betätigen können, so daß die zentrale Schaltwelle entsprechend einem H- oder Doppel-H-
Schaltschema eines Schaltgetriebes bewegt oder betätigt werden kann, um die
jeweiligen Gangpositionen innerhalb des Getriebes einzustellen. Dadurch kann
ein automatisierter Gangwechsel angesteuert werden.
Die Betätigungseinheit 13 steht mit dem Steuergerät 15 über zumindest eine
Datenleitung 21 in Signalverbindung, welche auch als Kabelbaum mit
verschiedenen Datenleitungen oder Stromleitungen ausgestaltet sein kann.
Weiterhin ist die CAN-Bus Schnittstelle 22 dargestellt und eine Stromver-
sorgung 23, welche das Steuergerät 15 und die Betätigungseinheit 13 mit
Strom/Spannung versorgt.
Die Hydraulikeinheit, wie sie in der Abbildung 1 dargestellt ist, ist in der Figur 2
in zwei Untereinheiten aufgeteilt, wobei die Untereinheit 24 das Hydraulik-
aggregat mit Pumpe 25 und Elektromotor 26 für die Pumpe umfaßt. Als
weiteres Unteraggregat ist die Tank- und Speichereinheit 27 vorgesehen mit
einem Druckspeicher 28 und einem Überdruckventil 29 sowie einem Sensor
30, welcher die Druckverhältπisse im Druckspeicher detektiert, um bei
Unterschreiten eines Grenzwertes die Hydraulikpumpe zu starten, um die
optimalen Druckverhältnisse innerhalb des Druckspeichers wieder zu
gewährleisten, respektive bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes
die Hydraulikpumpe wieder abzuschalten. Die Einheit 27 ist über Hydrauliklei- tungen 31 , 32 mit der Betätigungseinheit 13, wie Aktoreinheit, verbunden, so
daß über die in der Betätigungseinheit vorhandenen Ventile und gegebenenfalls
Stellglieder die Betätigung der Kupplung sowie das Wählen und Schalten des
Getriebes automatisiert vorgenommen werden kann. Die Ansteuerung erfolgt
durch eine gezielte Ansteuerung von Ventilen zur Druckbeaufschlagung von
Stellgliedern mit zumindest einer Kolben-Zylindereinheit. Weiterhin zeigt die
Figur 2 die abtnebsseitig angeordnete Kardanwelle 33, über welche die
angetriebenen Achsen angetrieben werden.
Die Figur 2a zeigt eine Ansicht der Betätigungseinheit 13, wie Aktoreinheit,
und des Getriebes 4 von der Position der Kardanwelle aus, wobei der große
Kreisumfang 34a die Umhüllung der Getriebeglocke 34 darstellt. Weiterhin ist
die im wesentlichen rechteckige Kontur 35 durch die Kontur des Getriebes
selbst vorgegeben und die Betätigungseinheit 13 ist im wesentlichen im
Bereich der zentralen Schaltwelle angeflanscht, wie angeschraubt, und
umschließt oder umgibt zumindest teilweise die Kardanwelle 33. Die
Aktoreinheit, wie Betätigungseinheit 13, ist in diesem Ausführungsbeispiel
derart vorteilhaft ausgestaltet, daß die Anordnung in dem Kardantunnel eines
Fahrzeuges möglich ist, wobei bei veränderten gegebenen Platzverhaltnissen
eine konstruktive Ausgestaltung der Aktoreinheit 13 auch in anderer Weise
durchgeführt werden kann. Die Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des Aktors 13, wie der Aktoreinheit, wie er
in Figur 2a dargestellt ist, wobei die Befestigungsöffnungen 50 in der Träger¬
platte 50a zu erkennen sind, mittels diesen der Aktor am Getriebe befestigt
werden kann. Weiterhin erkennt man den Stecker 51 in einer Seitenansicht
und ein Proportionalventil 52 ebenfalls in der Seitenansicht. Die zentrale
Schaltwelle ragt im zentralen Bereich des Aktors rückseitig in den Aktor hinein,
da sie aus dem Getriebe herausragt. Der Aktor wird entsprechend auf das
Getriebe aufgesetzt und kann dementsprechend als Add-On-Lösung
ausgestaltet sein, wobei das Getriebe ein herkömmliches Schaltgetriebe nach
dem Stand der Technik ist, bei welchem die Anlenkung des Schalthebels
entfernt oder nicht installiert wurde und der Aktor 13 als Instrument zur
automatisierten Gangwahl aufgenommen wurde. Der Bereich 53 innerhalb des
Aktors wird von den Schaltventilen eingenommen, wobei der Bereich 54 von
dem zumindest einen Kupplungswegsensor eingenommen wird.
Die Betätigungseinheit, wie Aktoreinheit 13, enthält sämtliche Schalt- und
Proportionalventile sowie sämtliche Versorgungsleitungen zwischen den
Ventilen und möglichen Sensoren bzw. den Stellgliedern, wie Stellzylindern,
die ebenfalls in dem Gehäuse der Betätigungseinheit bzw. des Aktors 13
aufgenommen sind. Weiterhin umfaßt der Aktor auch die Sensorik in bezug auf
die Gangstellungserkeπnung oder Gangerkennung. Gegebenenfalls können die Stellglieder oder einzelne Stellglieder auch außerhalb der Aktoreinheit
angeordnet sein.
Die Figur 3 zeigt weiterhin einen Ansatz 55, welcher zu dem Kupplungs-
wegsensor mit Sensorkolben gehört. Dieser Kupplungswegsensor ist ein
hydraulisch angesteuerter Sensor, welcher in einem Gehäuse einen Kolben
aufweist und die Stellgliedbewegung mit der Bewegung des Kolbens gekoppelt
ist. Mittels eines berührungslosen Sensors, wie Hall-Sensors, kann die
Bewegung oder die Position des Kolbens detektiert werden. Bezüglich des Sensorkolbens sei auf Figur 23 verwiesen.
Die Figur 4 zeigt den in Figur 3 dargestellten Aktor in einer Ansicht von der
Seite A. Dabei erkennt man, wie die zentrale Schaltwelle 60 des Getriebes 4 in
den Aktor 13 hineinragt. Am unteren Ende der Aktoreinheit 13 sind zwei
Proportionalventile 52a, 52b angeordnet, welche für eine Steuerung oder
Regelung des Fluiddruckes des Hydrauliksystems verantwortlich sind. Im
Bereich 53 sind wiederum Schaltventile angeordnet, wobei in der axialen Ver¬
längerung 61 der zentralen Schaltwelle ein Stellglied, wie Stellzylmder,
angeorαnet ist. Weiterhin erkennt man den Stecker 51 in einer Frontansicht,
wobei der Stecker mittels Schrauben 51 a von außen auf das Gehäuse des
Aktors 13 aufgeschraubt wird. In vorteilhafter Weise kann diese Verbindung
auch mittels Nieten oder Schnappverbindungen oder Steckverbindungen durchgeführt werden. Die kreisförmige Umrandung 62 stellt im Schnitt die
Anordnung des zweiten Stellzylinders 61 dar. Der Stelizylinder 61 im
dargestellten Bereich führt eine axiale Bewegung der zentralen Schaltwelle
durch bzw. kann diese axiale Bewegung ansteuern, wobei der Stelizylinder 62
für eine Drehbewegung der zentralen Schaltwelle um die Achse 63 verantwort¬
lich ist bzw. diese ansteuern kann.
Die Bolzen 64 und 65 sind dafür verantwortlich, daß die Welle 66 des Aktors
mit der zentralen Schaltwelle 60 der Getriebeeinheit 4 verbindbar ist und die
Schwinge 67 der Aktoranlenkung des Aktors 62 mit der axial verschieblichen
Welle 66 verbindbar ist.
Die Figur 5 zeigt einen Schnitt durch den Aktor, wie er in Figur 3 dargestellt
ist, wobei die Befestigungsplatte 100 mit den Öffnungen 50 zur Befestigung
des Aktors am Getriebe dargestellt ist. Die zentrale Schaltwelle 60 ist im
Schnitt erkennbar sowie der Stift 64 zur Verbindung der zentralen Schaltwelle
60 mit der Welle 66 des Aktors. Weiterhin erkennt man eine Führungshülse
101 , welche mittels des Stellgliedes, wie Stelizylinder 102, in bezug auf die
Achse 103 axial verschieblich ist und um das Gelenk 104 kippbar ist. Dadurch
kann erreicht werden, daß aufgrund der axialen Verstellung des Kolbens 105
des Stellzylinders 102 die Welle 106 axial verstellt wird und die Führungshülse
101 um die Achse 104 verschwenkt wird, so daß die mit einem Kugelkopf versehene Verbindung zwischen dem Ansatz 107 der Welle 66 mittels einer
Verdrehung der Führungshülse 101 verschwenkt werden kann. Somit wird
gewährleistet, daß aufgrund einer Verstellung der axialen Position des Kolbens
105 die zentrale Schaltwelle 60 des Getriebes um die Achse der zentralen
Schaltwelle verdrehbar ist. Statt eines Kugelkopfgelenkes kann auch ein
Kardangelenk oder ein Universalgelenk ausgeführt sein.
Die Ansteuerung der axialen Position des Kolbens 105 des Stellgliedes 102
steuert somit den einstellbaren Winkel der zentralen Schaltwelle an.
Auf der Führungshülse 101 ist ein Sensorelement 120, wie Geber oder
Magnet, angeordnet, welcher aufgrund der Verschwenkung des Elementes
101 ebenfalls verschwenkt wird. Direkt oberhalb des Sensorelementes 120 ist
eine Sensoreinheit 121 , wie Nehmer, angeordnet, welche mittels des Steckers
122 mit dem Steuergerät in Signalverbindung steht. Das Sensorelement 121
kann beispielsweise eine Mehrzahl von Hallsensoren aufweisen, welche in
definiertem Abstand zueinander angeordnet sind und aufgrund der jeweiligen
Hallspannungen der einzelnen Hallseπsorelemente die exakte Position des
Magneten 120 detektierbar ist.
Weiterhin erkennt man ein Proportionalventil 52, welches zur Druckregulierung
oder Druckregeluπg oder Drucksteuerung im Hydrauliksystem verwendet wird. Die in Figur 4 dargestellten zwei Proportionalventile 52a, 52b sind in der
Darstellung nicht als zwei Ventile zu erkennen, da sie hintereinander liegen.
Das Stellglied 102 weist zwei Druckräume 102a und 102b auf, welche mittels
einer gesteuerten Druckbeaufschlagung gezielt angesteuert werden können,
wobei dadurch der Kolben 105 des Stellgliedes 102 in axialer Richtung Kraft
beaufschlagt wird und somit die zentrale Schaltwelle angesteuert wird.
Das Stellglied kann als Differentiaizylinder ausgebildet sein, wobei ein Kolben
mit unterschiedlichen Seitenflächen eingesetzt wird, der die beiden Druck¬
räume 102a und 102b trennt. Der Differentiaizylinder ist derart ausgebildet,
daß die in den beiden Druckräumen bewegbaren Kolben oder Kolbenflächen
eine unterschiedlich wirksame Fläche aufweisen, so daß bei gleicher
Druckbeaufschlagung dieser beiden Druckräume eine unterschiedliche
Kraftwirkung auf die Kolbenflächen wirkt.
Der Differentiaizylinder kann auch derart ausgebildet sein, daß in zwei
getrennten Druckräumen jeweils ein eigener Kolben bewegbar angeordnet ist,
wobei diese beiden Kolben beispielsweise über eine Verbindung, wie
Kolbenstangen, miteinander verbunden sind. Die Anlenkung des Elementes
101 kann über eine solche Kolbenstange erfolgen, wobei der Punkt der Anlenkuπg axial zwischen den Druckräumen 102a, 102b angeordnet sein
kann.
Durch Feinabstimmung des Flächenverhältnisses der Kolbenflächen oder durch
eine Modulation des Versorgungsdruckes und gegebenenfalls durch zusätzliche
Kraftspeicher, wie Federn in den Stelizylinder, läßt sich die Betätigungskraft
modulieren und den mechanischen Gegebenheiten anpassen. Vorteilhaft ist
eine systembedingte Endlagendämpfung beim Ansteuern von
Betätigungseinrichtungen, da bei gleicher Hydraulikkraft und bei zunehmender
Federkraft die Differenzkraft sinkt, und sich ein Gleichgewichtszustand
zwischen hydraulischer Druckkraft und mechanischer Gegenkraft einstellt, was
zu einem ähnlichen Effekt führt, wie eine Endlagendämpfung.
Der Kolben wird eventuell mit einem konstanten Druck, welcher über ein
Druckregelventil gesteuert wird, beaufschlagt, so daß eine Bewegung des
Kolbens nach rechts oder nach links erfolgt. Dabei fährt der Kolben gegen eine
ansteigende Kraft aufgrund von getriebeintern angeordneten Federn. Somit
fährt der Kolben mit konstanter Druckkraft gegen eine ansteigende
Federkennlinie. Die Differenz dieser Kräfte nimmt ab und die Kräfte kommen
ins Gleichgewicht, d.h. dieses Prinzip wirkt wie eine Endlagendämpfung. Dadurch kann der Regelalgorithmus einfacher gestaltet werden, wodurch eine
erhöhte Schnelligkeit des Systems erreicht werden kann.
Die Figur 6 zeigt eine Variante der Anordnung der Figur 5, wobei sowohl die
zentrale Schaltwelle 60, die Welle 66 des Aktors und die bewegliche
Verbindung mittels des Stiftes 64 als auch das Stellglied 102 mit dem Kolben
105 und der Verbindung mittels der Führungshülse 101 und dem Ansatz 107,
welcher innerhalb der Führungshülse in einem Kugelkopf endet, beibehalten
sind, wobei zwischen der Führungshülse 101 und dem Ansatz 107 ein
Kugelgelenk realisiert ist. Weiterhin ist die Anschlußplatte 100 mit den
Bohrungen 50 zur Befestigung der Vorrichtung dargestellt. Im weiteren
unterscheidet sich die Anordnung der Figur 6 von der Anordnung der Figur 5
dadurch, daß der Sensor 150 zur Detektion der Position der axialen
Schaltwelle näher an der Achse der Schaltwelle angeordnet ist und somit eine
direktere Detektion der zentralen Schaltwelle vorhanden ist, weil Spiel und
Ungenauigkeiten und Verschleiß eine geπngere Beeinträchtigung darstellen.
Der Sensor besteht weiterhin aus einer Vielzahl von Hallsensoren 1 51 und aus
einem auf der Welle 66 angeordneten Halterung mit einem Magneten 1 52.
Die Figur 7 zeigt die Betätigungsvorrichtung im Schnitt, wobei der obere Teil
der Figur 4 im Schnitt dargestellt ist und von hinten betrachtet wird. Man
erkennt in der Figur 7 die zentrale Schaltwelle 60 des Getriebes 4, die Welle 66 mit ihrer Aufnahme 66a des Aktors sowie ein Stellglied 200 mit einem
Kolben 201. Die axiale Verlagerung des Kolbens 201 aufgrund einer
Druckbeaufschlagung der Druckkammern 202 und 203 verursacht eine axiale
Verlagerung der zentralen Schaltwelle 60.
Weiterhin erkennt man in der Figur 7 die Kugelgelenkverbindung 210 zwischen
der Welle 106 des Stellgliedes 102 und der Welle 66, welche mittels einer
schwenkbar gelagerten Führungshülse 101 , einem Kugelkopf 21 1 und einer
Führung des Kugelkopfes 212 ausgebildet ist, wobei der Kugelkopf über den
Ansatz 107 mit der Welle 66 verbunden ist.
Der Kugelkopf, welcher mit dem Ansatz 106 an der Welle 66 angeordnet ist,
wird durch eine Aufnahme in dem Element 212 geführt, so daß bei einer
Verdrehung der zentralen Schaltwelle 60 um die Achse 220 das Element 212
innerhalb der Hülse 101 verschiebbar gelagert ist. Weiterhin ist zwischen der
Hülse und dem oberen Ende 212a des Elementes 212 eine Tellerfeder 221
angeordnet. Dieser Kraftspeicher 221 kann auch in einer anderen federnden
Art dargestellt sein Weiterhin erkennt man in dieser Darstellung den Sensor
121 mit Stecker 122 und der Anordnung der Hallsensoren 151 und mit dem
Magneten 152. Im rechten oberen Bereich sind Ventile, wie Schaltventile 300,
angeordnet. Die Welle 66 des Aktors führt in den Raumbereich 202 hinein und wird mittels
der Dichtung, wie Ringdichtung 301 , abgedichtet.
Die Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel entsprechend der Figur 7,
wobei der Sensor 121 in einem anderen Raumbereich angeordnet ist, wobei
der Magnet direkt an der Aufnahme 66a der Welle 66 angeordnet ist, wobei
die Aufnahme 66a den Endbereich der zentralen Schaltwelle 60 des Getriebes
4 aufnimmt. Die axiale Verschiebung bzw. die Rotation der zentralen
Schaltwelle um ihre Achse 220 bewirkt somit eine Versetzung des Magneten
oder der Magnete in eine andere Position, welche mittels der Hall-Effektsenso¬
ren 151 detektiert wird. Statt des Magneten kann auch ein anderer Geber
angeordnet sein.
Das Stellglied 102 der Figuren 5 bis 8 stellt den Wähizylinder dar, da aufgrund
der Ansteuerung der Kolbenposition des Kolbens 105 die zentrale Schaltwelle
in Wählrichtung angesteuert wird. Das Stellglied 200 mit seinem Kolben 201
der Figuren 5 bis 8 stellt den Schaltzylinder dar, da mittels der Ansteuerung
der axialen Position des Kolbens 201 die zentrale Schaltwelle 60 in
Schaltrichtuπg angesteuert wird. Bei Getrieben mit einer Vertauschung der Richtungen von Schalten und
Wählen würde sich entsprechend auch einer Vertauschung der Betätigungs¬
richtungen bzw. der Betätigungen ergeben.
Die Kolben 105 und 201 der Stellglieder 102 und 200 sind als Differentialkol¬
ben ausgeführt. Dies bedeutet, daß die beaufschlagbare Fläche in axialer
Richtung auf der einen Kolbenseite größer ist als auf der anderen Kolbenseite.
In der Figur 6 ist die Fläche 105a größer als die Fläche 105b, so daß bei
gleicher Druckbeaufschlagung der beiden Flächen eine Kraft resultieren würde,
welche den Kolben in axialer Richtung nach links betrachtet beaufschlagen
würde. Für den Kolben 201 gilt entsprechend, daß die Fläche 201 a größer ist
als die Fläche 201 b, so daß wiederum bei einer Beaufschlagung der beiden
Druckräume 202 und 203 des Stellgliedes eine Kraft resultieren würde, welche
den Kolben 201 in axialer Richtung nach links beaufschlagen würde.
Die Anordnung der unterschiedlich groß ausgebildeten Seitenflächen der
Kolben der Differentiaizylinder sei nur beispielhaft.
Bei Getrieben mit Zugkraftunterbrechung können zum Schalten und Wählen
der Getπebeubersetzung unterschiedliche Mechanismen realisiert sein. Bislang
geht das oben ausgeführte Ausführungsbeispiel auf ein Getriebe ein, bei
welchem eine zentrale Schaltwelle axial bewegt wird oder die Schaltwelle in Umfangsrichtung verdreht wird. Entsprechend sind die Stellglieder mit den
Kolben-Zylindereinheiten angeordnet und an der zentralen Schaltwelle
angelenkt.
Weiterhin existieren Getriebe mit zwei verdrehbaren Wellen, je eine Welle zum
Schalten und zum Wählen. Solche Wellen werden entsprechend dem oben
Dargestellten bezüglich des Wähizylinders angelenkt.
Ebenso existieren Getriebe, bei welchen axial bewegliche Schaltstangen
angeordnet sind, um in den einzelnen Schaltgassen Gänge einzulegen oder zu
schalten. Solche Schaltstangen können mittels oben genannter Stellmittel, wie
beispielsweise für den Schaltzylinder erläutert, angesteuert werden.
Die Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schaltzylinders 400,
welcher mit einem im wesentlichen gleichflächigen Kolben ausgestattet ist.
Man erkennt weiterhin die Welle 400 mit einer Aufnahme 401 für die
Aufnahme der zentralen Schaltwelle. Am anderen Ende 402 der Welle 400 ist
eine Führungshülse 403 angeordnet, welche einen Kugelkopf 404 aufnimmt,
welcher mit der Welle 405 des Wähizylinders verbunden ist. Im weiteren ist
eine Sensoreinheit 406 mit Hallsensoren 407 und einem Magneten 408
angeordnet. Die Figur 10 zeigt eine Anordnung eines Wähizylinders 450 mit einem im
wesentlichen gleichflächigen Kolben, wobei die Druckräume 451 und 452 in
den Endbereichen des Gehäuses vorgesehen sind. Die Druckräume 451 ,452
sind durch die axial bewegbaren Kolben 454 und 455 begrenzt. Die Kolben
454 und 455 sind durch eine Verbindungsstange, wie Kolbenstange
miteinander gekoppelt oder verbunden. An dieser Kolbenstange erfolgt die
Anlenkung der zentralen Schaltwelle über ein Kugelgelenk oder Univer¬
salgelenk. Aufgrund der axialen Verlagerung der Verbindungsstange 453
zwischen den Kolben 454 und 455 wird der Kugelkopf 456 des Kugelgelenks,
axial verlagert, so daß die Führungshülse 457 verschwenkt wird. Dadurch wird
die zentrale Schaltwelle 458 ebenfalls um ihre Achse verschwenkt.
Die Figur 1 1 zeigt eine Anordnung von Sensoren, wie beispielsweise Hall¬
sensoren, 500a bis 500d auf einem Träger, wie er beispielsweise in Figur 9 mit
dem Bezugszeichen 410 dargestellt ist. Der Träger 501 kann beispielsweise als
Kunststoff- oder Metallteil vorgesehen sein, welcher in eine Öffnung des
Aktorgehäuses eingesteckt werden kann, so daß die Zuführung der Leitungen
von außen abgegriffen werden kann. Eine solche Sensoreiππchtung kann sehr
leicht eingesetzt und befestigt werden, wobei auch eine Verschraubung,
Vernietung oder Steckverbindung vorgesehen sein kann, wodurch eine
kostengünstige Realisierung eines ortsaufgelösten Sensors durchgeführt
werden kann Die Quadrate 502a bis 502g repräsentieren die Positionen, die von einem Geber, wie Magneten, unterhalb der Hallsensoranordnung
eingenommen werden kann, wobei die Gangpositionen 1 , 3 und 5 sowie der
Rückwärtsgang in den vorderen Endbereichen der Schaltgassen angeordnet
sind und die Gänge 2, 4 und 6 in den hinteren Endbereichen angeordnet sind.
Das Schaltschema entspricht einer Doppel-H-Anordnung, wie sie in Figur 12
vereinfacht dargestellt ist. Die senkrechten Linien zwischen den Gangpositio¬
nen bezeichnen die Schaltgassen, wie beispielsweise die Linie 550 und die
horizontal dazu angeordneten Linien 551 entsprechend einem Wählweg.
Eine Gangpositionserkennung mit Hilfe der Geberanordnung, wie Hallsensor¬
anordnung, kann nun mittels der elektronischen Steuereinheit derart vor¬
genommen werden, daß die Hallspannungssignale der einzelnen Sensoren
500a bis 500d ausgewertet werden, wobei Hallsensoren eingesetzt werden
können, welche einen definierten räumlichen Empfindlichkeitsbereich
aufweisen, wie er beispielsweise durch die kreisringförmigen gestrichelten
Linien 503 jeweils um die Hallsensoren dargestellt sind und diese räumlichen
Empfindlichkeitsbereiche deuten an, daß ein Signal bzw. eine Hallspannung nur
dann von dem Sensor erzeugt wird, wenn der Magnet sich innerhalb dieses
Empfindlichkeitsbereiches unterhalb des Sensors befindet. Das bedeutet, wenn
beispielsweise der Sensor in der Position 502g entsprechend einem
Rückwärtsgang angeordnet ist, daß im wesentlichen nur der Sensor 500c ein
Signal erzeugt, welches im wesentlichen von null verschieden ist und die Sensoren 500a, 500b und 500d jeweils ein Signal erzeugen, welche im
wesentlichen von null nicht verschieden oder zumindest klein sind. Entspre¬
chend wird bei der Position des ersten Ganges 502a der Sensor 500c als auch
der Sensor 500b ein Signal erzeugen, die beiden anderen Sensoren 500a und
500d werden kein wesentliches Signal erzeugen usw. bis zu der Gangposition
6 entsprechend 502f, in welcher nur der Sensor 500a ein Signal erzeugt.
Mittels einer geschickten Anordnung von Hallsensoren, wie sie in Figur 1 1
dargestellt ist, wobei dort eine quadratische Anordnung der Hallsensoren
offenbart ist, kann mittels im wesentlichen eindimensionaler Sensoren in
zweidimensionaler Anordnung ein zweidimensionales Feld detektiert werden.
Entsprechend der konstruktiven Gegebenheiten des zu detektierenden
Bauteiles kann es vorzugsweise günstig sein, wenn die Hallsensoren auf ein
Minimum reduziert werden und beispielsweise in Dreiecks-, oder Rechtecks-
oder quadratischer Anordnung auf dem Trägerelement befestigt sind.
Bei der Anordnung eines einzigen Sensors kann dieser nicht detektieren, ob der
Geber beispielsweise rechts oder links von dem Nehmer angeordnet ist. Der
Sensor detektiert praktisch nur den Abstand. Aus diesem Grund detektiert ein
solcher Sensor eine "eindimensionale Größe". Das Zusammenwirken von mehr
als einem solchen Sensor und die vorteilhafte Auswertung der Sensorsignale
sorgt erst für die zwei- oder dreidimensionale Auflösung. Die Steuereinheit muß dementsprechend die Signale der einzelnen Hallsensoren
dahingehend überprüfen und ermitteln, in welcher Position beispielsweise die
zentrale Schaltwelle angeordnet ist bzw. sie kann entsprechend den
vorhergehenden Figuren auch detektieren, in welcher Lage bzw. in welchen
Positionen die Wellen der Stellglieder, wie Stelizylinder angeordnet sind. Bei
der Welle des Schaltzylinders ist es im wesentlichen interessant, daß unter
anderem detektiert wird, in welcher Stellung der zwei Endstellungen oder der
zentralen Neutralstellung sich die Schaltwelle befindet, wobei beispielsweise
mittels zweier Sensoren, welche zwischen den jeweiligen Endpositionen bzw.
der Mittelposition angeordnet sind, die Stellung eindeutig detektiert werden
kann. In der einen Endposition erzeugt nur ein Hallsensor bei entsprechendem
Empfindlichkeitsbereich ein Hallsignal, wobei in der anderen Endstellung der
andere Hallsensor ein Hallsignal erzeugt und in der mittigen Neutralstellung
beide Sensoren ein Hallsignal erzeugen.
Ein entsprechendes Vorgehen kann auch für die Detektion der Wählwelle
durchgeführt werden, wobei bei dem in Figur 1 2 dargestellten Schaltschema
mit 4 Schaltgassen eine Anordnung von 3 oder 4 Hallsensoren günstig ist.
Die Figur 1 3 zeigt einen Hydraulikplan für die automatisierte Betätigung der
Schaltkupplung 3 und des Wahlens und Schaltens des Getriebes 4 Ausgehend von einer gemeinsamen Pumpeneinheit 600 mit einem Elektromotor 601 und
einem von dem Elektromotor angetriebenen Pumpenvorrichtung 602 wird über
die Leitung 603 ein Druckspeicher 604 mit druckbeaufschlagtem Fluid
versorgt. Der Druckspeicher 604 steht mit einem druckabhängigen Schalter
605a in Verbindung, welcher bei einem Absinken des Druckes unter einen
vorgebbaren Grenzwert die Motoreinheit und somit die Pumpe einschaltet, bis
der Druck in dem Druckspeicher 604 über einen zweiten vorgebbaren Grenz¬
wert steigt, bei welchem der Schalter 605a die Motoreinheit 601 wieder aus¬
schaltet. Dem Druckspeicher 604 respektive der Hydraulikleitung 605 sind
über die Leitung 606 und 607 zwei Proportionalventile, wie druckrückgeführte
Proportionalventile, 608 und 609 nachgeordnet. Wie in der Figur 13 durch die
zwei unterbrochenen Linien zu erkennen ist, teilt sich das Hydraulikschema
bzw. der Hydraulikplan der Figur 13 in im wesentlichen drei Bereiche.
In einem ersten Bereich A ist die Hydraulik zum Ansteuern der automatisierten
Kupplung dargestellt, wobei in einem Bereich B die Hydraulik zur Ansteuerung
des Wählvorganges des Getriebes dargestellt ist und einem Bereich C die
Hydraulik zur Ansteuerung des Schaltvorgaπges dargestellt ist. Ausgehend von
dem Druck Pv, welcher in den Leitungen 607 und 606 vorherrscht, wird
mittels des druckrückgeführten Proportionalventils der Druck in der Leitung
610 und in der Leitung 61 1 gesteuert bzw. geregelt. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe findet die Betätigung von der
Kupplung und dem Schalt- bzw. Wählvorgang in aller Regel in einer wesentli¬
chen fest vorgegebenen Reihenfolge statt. Vor einem Schalt- oder Wählvor¬
gang muß die Kupplung zumindest soweit geöffnet werden, daß ein
Herausnehmen des Ganges möglich ist. Somit ist in der Regel der erste Betäti¬
gungsvorgang das Öffnen der Kupplung. Als zweiten Betätigungsvorgang kann
das Schalten aus der Gangposition angesehen werden, anschließend kann ein
Wählvorgang den Wechsel einer Gasse vornehmen, wobei dies optional ist und
danach wird wieder ein Schaltvorgang in eine Gangposition durchgeführt und
abschließend wird die Kupplung wieder geschlossen bzw. derart gezielt
angesteuert, daß das übertragbare Drehmoment gesteuert wird.
Nach dieser obengenannten Reihenfolge wird zuerst die Kupplung angesteuert,
das heißt, mit dem druckrückgeführten Proportionalventil 608 wird der Druck
Px im Bereich 610 derart angesteuert, daß der Druck in der Druckkammer 613
des Ausrückers gezielt angesteuert wird. Entsprechend der Seitenfläche 614
Aκ des Kolbens 615 und dem eingestellten Druck wird das Ausrücklager 616
mit einer entsprechenden Kraft Pκ * Aκ in Ausrückrichtung beaufschlagt. Die
von dem Aktor benötigte Kraft F ist in dem Diagramm 620 in Abhängigkeit des
Ausrückweges S dargestellt. Das Ventil 608 muß entsprechend so gesteuert werden, daß der Druck Pκ im
Bereich 610 bzw. 613 gezielt veränderbar ist und entsprechend den Vorgaben
des Steuergerätes die Kupplung ein- oder ausrückt oder in einem festgelegten
Einrückzustand hält.
Wenn der Kupplungseinruckzustand bei einem Schaltvorgang derart erreicht
ist, daß ein Gang zumindest herausgenommen werden kann, so wird über das
Ventil 609 der Druck Ps im Bereich der Leitungen 630, 631 gesteuert. Das
Ventil 609 kann ebenfalls wie das Ventil 608 ein druckrückgeführtes Proportio-
nalventil sein, wobei die Anordnung dieser beiden Ventile 608 und 609 in der
Figur 4 mit den Bezugszeichen 52a und 52b dargestellt ist.
Der im Bereich C der Figur 13 dargestellte Hydraulikkreislauf zum Schalten
beinhaltet das oben beschriebene druckrückgeführte Proportionalventil 609,
ein Schaltventil 632 sowie die Leitung 633 und einen Differentiaizylinder 635.
Die Funktion dieses Abschnittes oder Bereiches C wird in den Figuren 14 und
1 5 näher beschrieben. Weiterhin findet eine Sensierung des Weges s bzw. der
Position des Kolbens 635 in dem Differentiaizylinder, beispielsweise mittels
eines Sensors statt. Die Verwendung von Differentialzylindem, wie Druckdifferenzkolbensysteme,
weisen weiterhin den Vorteil auf, daß nur eine Stangenabdichtung notwendig
ist.
Die Aussteuerung der Differentiaizylinder erfolgt vorzugsweise mittels eines
Proportionaldruckregelventiles zum Modulieren des Betätigungsdruckes. Dies
könnte auch durch einen Versorgungsdruck, der mit einem Druckbegren¬
zungsventil gesteuert wird, ersetzt werden.
In der Figur 14 ist das Schaltventil 632 derart geschaltet, daß die Leitung 633
mit dem Ölsumpf 670 verbunden ist, so daß die Leitung 633 im wesentlichen
drucklos geschaltet ist. Wird über das Proportionalventil 609 in der Leitung
630 ein von null verschiedener Druck Ps angesteuert, so wird in der Druck¬
kammer 650 im wesentlichen der gleiche Druck vorherrschen und aufgrund
der Beaufschlagung der Fläche 651 , A2 wird eine Kraft in axialer Richtung
nach links weisend an dem Kolben 635 angreifen. Somit wird die Kolben¬
stange 652 in axialer Richtung bewegt, so daß damit beispielsweise die
Schaltwelle in axialer Richtung bewegt werden kann. Der Raumbereich 654 ist
drucklos und die Kraftbeaufschlagung auf die Fläche 655, A, ist im
wesentlichen null. Somit kann beispielsweise ein Schaltvorgang von der
Neutralstellung N in den Bereich H, das heißt in einen hinteren Bereich der Schaltgassen, eingeleitet werden bzw. von einem Bereich V, dem vorderen
Bereich in den Schaltgassen, in den Neutralbereich N.
Die Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das Schaltventil 632
derart geschaltet ist, daß die Leitung 631 mit der Leitung 633 verbunden ist.
Bei einer Druckbeaufschlagung der Leitungen 630 und 633 mittels des
Proportionalventiles 609 wird der Differentiaizylinder wie folgt angesteuert: In
dem Druckraum 650 herrscht der gleiche Druck wie in dem Druckraum 654,
das bedeutet, daß die Kraft F auf die Fläche A2, 651 gleich Ps * A2 = F2 ist,
wobei die Kraft auf die Fläche 655, A- gleich Ps * Aλ = F: ist und da A, > A2
ist, wird der Kolben mit der Differenzkraft (F, - F2) in axialer Richtung nach
rechts beaufschlagt.
Wenn die Flächenverhältnisse der Flächen A- und A2 , bzw. 651 und 655
derart sind, daß die Fläche A, doppelt so groß ist wie die Fläche A2, so wird
die Kraftbeaufschlaguπg des Kolbens nach der Figur 14 gleich der Kraft¬
beaufschlagung des Kolbens in der Figur 15 sein, wobei der einzige Unter¬
schied die Richtung der Kraftbeaufschlagung ist. In Figur 14 wird der Kolben in
Richtung auf H beaufschlagt, wobei in Figur 15 der Kolben in Richtung auf V
beaufschlagt wird. Durch die Wegmessung, welche durch das Symbol s an dem Kolben 635
angedeutet ist, kann der Weg bzw. die Position des Kolbens 635 und somit
der Weg der internen Schaitelemente des Getriebes 4 in Richtung des
Schaltweges innerhalb der Schaltgassen geregelt oder gesteuert, wie
beispielsweise weggeregelt oder weggesteuert, werden. Bei dem Vorgang der
Synchronisierung des einzulegenden Ganges kann es jedoch vorkommen, daß
der Weg zu null wird und die Druck- oder Kraftbeaufschlagung gesteuert oder
geregelt werden muß, so kann eine Druckregelung in der Synchronisierungs-
phase mittels des druckrückgeführten Proportionalventiles 609 durchgeführt
werden.
Die Realisierung der Druck- oder Kraftregelung oder -Steuerung beim Schalten
und/ oder beim Wählen der Getriebeübersetzung zeigt einen zentralen Vorteil
der Erfindung gegenüber reinen Wegregelungen oder Wegsteuerungen. Die
Druck- oder Kraftregelung kann auch einer Wegregelung oder -Steuerung
unterlagert sein.
Die Druck- oder Kraftregelung oder -Steuerung ist vorteilhaft, da durch sie eine
gezielte, dem Betriebspunkt angepaßte Kraft oder ein Druck eingestellt werden
kann. Beispielsweise kann zum Schutz von Synchronisierungen im Getriebe
eine Synchronisierung mit vorgebbarer Kraft erfolgen. Ebenso ist es möglich,
die Kraft oder den Druck fahrerabhängig zu steuern oder zu regeln. Eine dementsprechende Druckregelung oder Drucksteuerung beim Syn¬
chronisieren entspricht einer Kraftregelung bzw. Kraftsteuerung beim
Synchronisieren des Ganges, wobei ein komfortables Schalten derart
durchgeführt werden kann bzw. angesteuert werden kann, indem die Kraft
beim Synchronisieren klein ist, wobei bei einem sportlichen Schalten die Kraft
beim Synchronisieren groß ist. Zum Schalten wird neben dem Differentialkol¬
ben nach den Figuren 13 bis 1 5 somit nur ein Schaltventil, das einem
Proportionalventil nachgeordnet ist und ein druckrückgeführtes Proportional-
ventil, wie beispielsweise Druckminderventil, verwendet. Als Schaltventile
können beispielsweise 3/2-Wege-Kugelsitzventile verwendet werden. Der
Wegregelung oder Wegsteuerung wird beim Synchronisieren somit eine
überlagerte Druckregelung durchgeführt.
Die Figur 13 zeigt in diesem Zusammenhang einen Kraft-Zeit-Verlauf in dem
Teilschaubild, welches mit 660 gekennzeichnet ist. Wenn mittels der
Ansteuerung des Ventiles 609 und des Ventiles 632 die zenrale Schaltwelle in
der Schaltrichtung im Neutralbereich ist, kann mittels der Hydraulikeinheit im
Bereich B der Figur 1 3 ein Gassenwechsel, das heißt ein Wählvorgang,
durchgeführt werden. Zu diesem Wählvorgang wird wiederum ein Differenti¬
aizylinder 700 mittels zweier Ventile 701 und 702 angesteuert, so daß über
die axiale Bewegung des mit dem Kolben 706 verbundenen Bauteiles 703 die Wählwelle betätigt werden kann. Gleichzeitig deutet das Symbol s ent¬
sprechend wie bei dem Kupplungszylinder und dem Schaltzylinder an, daß eine
Wegmessung durchgeführt werden kann bzw. durchgeführt wird, um eine
Regelung oder Steuerung des Weges durchzuführen.
Der Wegregelung oder -Steuerung kann eine Druckregelung oder -Steuerung
unterlagert sein.
Die Figur 16 zeigt einen Kraft-Weg-Verlauf bzw. Kraft-Winkel-Verlauf bei dem
Wählvorgang innerhalb des Getriebes. Die zentrale Schaltwelle ist in den
Getrieben nach dem Stand der Technik beispielsweise mittels Federn kraft¬
beaufschlagt, so daß die zentrale Schaltwelle ohne äußere Kraft in der
Neutralgasse in die Gasse/Position 3/4 beaufschlagt wird. Dies bedeutet, daß
in der Gasse/Position 3/4 die auf die zentrale Schaltwelle angreifende Kraft am
geringsten ist und bei einem Wechsel in die Gasse 1 /2 bzw. 5/6 bzw. R eine
jeweils zunehmende Kraft einen selbsttätigen Wechsel der Gassen verhindert.
Bei einem Übergang in die Gasse des Rückwärtsganges R wird wiederum eine
erhöhte Kraft benötigt.
Identifiziert man die Kräfte, die benötigt werden, um die Gassen zu wechseln,
so kann die maximale Kraft Pw * A, dem Gassenwechsel von der Gasse 3/4 in
den Rückwärtsgang R zugeordnet werden, wobei der Wechsel von der Gasse 3/4 in die Gasse 5/6 einer Kraft Pw * A2 in die entgegengesetzte Richtung
zugeordnet wird. Der Wechsel von der Gasse 3/4 in die Gasse 1/2 ist derart
bemessen, daß eine Kraft Pw * (AT - A2) benötigt wird.
Setzt man nun für die Flächen AT und A2 die Flächen eines Differentiaizylinders
an, welche im Verhältnis 2 : 1 stehen, das heißt die Fläche A, ist doppelt so
groß wie die Fläche A2, so resultiert, daß bei einer Beaufschlagung des ersten
Druckraumes 705 mit der Fläche Aλ und einer Druckentlastung des zweiten
Druckraumes 704 mit der Fläche A2 eine Kraft auf den Kolben resultiert, die
Pw * A-i ist. Wird nur der zweite Druckraum 704 mit der Fläche A2 mit dem
Druck Pw beaufschlagt und der erste Druckraum 705 entlastet, so resultiert
eine entgegengesetzte Kraft der Größe Pw * A2 auf den Kolben. Wird
demgegenüber der erste und der zweite Druckraum 705, 704 mit dem Druck
Pw beaufschlagt, so resultiert wiederum eine Kraft in entgegengesetzter
Richtung mit der Größe Pw * (A: - A2), so daß der Kolben des Differentiai¬
zylinders in zwei Richtungen mit gleicher Kraft und in eine Richtung mit
doppelter Kraft beaufschlagt werden kann, wobei nur zwei Schaltventile
benötigt werden.
Die Größe des eingestellten Druckes Pw ist somit davon abhängig, welche
getriebeinternen oder -externen Kräfte die zentrale Schaltwelle beim Wählen
beaufschlagen. Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Differeπtialkolbens mit den Flächenverhältnissen 2 : 1 sind die günstigen Verhältnisse gegeben, daß
die beiden Kräfte zum Wählen von der Gasse 3/4 in die Gasse 5/1 bzw. von
der Gasse 3/4 in die Gasse 1 /2 gleich groß sind und der Übergang von der
Gasse 3/4 in die Gasse R doppelt so groß ist wie die Kräfte bei einem Gassen-
Wechsel in die beiden anderen Gassen.
Die Figuren 17 bis 20 deuten diesen Sachverhalt anhand eines Teildiagrammes
an. In der Figur 17 sind die Ventile 701 und 702 auf Entlastung der
Druckräume 704 und 705 geschaltet. Somit bleibt der Kolben in der
eingestellten Position, wie Ruhestellung, da die Rastierungskraft des Getriebes
bei einem Wechsel überschritten werden muß, bleibt die Wählwelle in der
Neutralgasse in Position 3/4.
In der Figur 18 wird ein Druck Pw in den beiden Zuleitungen 612a und 612b
eingestellt und mittels des Ventiles 701 wird in den Druckraum 704 ein Druck
Pw eingespeist, wobei der Druckraum 705 über das Ventil 702 auf Entlastung
geschaltet ist. Es resultiert demzufolge eine Kraftbeaufschlagung der Fläche A2
in axialer Richtung nach rechts gerichtet, so daß ein Gassenwechsel von
beispielsweise der 3/4 Gasse in eine 5/6 Gasse erfolgen kann.
In der Figur 1 9 wird ein Druck Pw in den Hydraulikleitungen 612a und 612b
eingespeist, wobei das Ventil 701 und das Ventil 702 auf Durchlaß geschaltet sind, so daß in den Druckräumen 705 und 704 der gleiche Druck Pw herrscht.
Aufgrund der Flächendifferenz (A, - A2) = A2 kann beispielsweise eine Kraft
A2 in axialer Richtung nach links hin gerichtet auf den Kolben bzw. den
Zylinder wirken. Streng genommen wirkt eine Kraft Pw * (A, - A2), wobei die
Wahl von A- und A2 in vorteilhafter Weise dem Getriebe mit seinen
Auslegungen angepaßt werden kann.
Weiterhin zeigt die Figur 20 eine Beaufschlagung des Raumes 705 mit dem
Druck Pw, da das Ventil 701 auf Entspannung oder Entlastung des Druck-
raumes 704 geschaltet ist und das Ventil 702 auf Druckbeaufschlagung des
Raumes 705 geschaltet ist. Somit wird der Kolben mit maximaler Kraft Pw * A-
in axialer Richtung nach links hin beaufschlagt. Dies ist die Kraft, die benötigt
wird, um in die Gasse R zu schalten, wie es die Figur 16 darstellt. Bei anderen
Gegebenheiten des Getriebes können die Kräfteverhältnisse sich ändern, so
daß beispielsweise die Gasse 1/2 als die Gasse mit der geringsten Kraft¬
beaufschlagung ausgebildet ist und für ein Gangwechsel von der Gasse 1/2 in
eine andere Gasse eine mehr oder minder große Kraft benötigt wird.
Nach dem in den Figuren 17 bis 20 erläuterten Verfahren zur Ansteuerung des
Wähizylinders 700 wird nach erfolgter Gassenwahl der Schaltvorgang derart
beendet, daß in der geschalteten oder ausgewählten Gasse die zentrale
Schaltwelle in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung V, H geschaltet wird, so daß ein Gang eingelegt wird. Anschließend kann die Kupplung wieder in Schlie߬
richtung beaufschlagt werden, so daß die Kupplung wieder eingerückt wird.
Die Druckmodulation zur Ansteuerung des Wählvorganges wird mit dem
druckrückgeführten Proportionalventil 608 durchgeführt, wobei der Druck Pκ
beim Wählvorgang jederzeit so groß sein muß, daß die Kupplung, die
gleichzeitig durch den Druck Pκ in Ausrückrichtung beaufschlagt wird,
offengehalten wird.
Die beiden druckrückgeführten Proportionalventile 608 und 609 der Figur 13
sind erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß ein Kuppel- und Wählvorgang
mit einem Ventil 608 und der Schaltvorgang mit dem anderen Ventil 609
angesteuert werden, da Kuppeln und Wählen zwangsweise nacheinander bzw.
seriell durchgeführt werden muß oder sollte, wobei der Schaltvorgang schon
eingeleitet werden kann, obwohl die Kupplung noch nicht vollständig geöffnet
ist, so daß zur Durchführung des Schaltvorganges ein zweites Ventil 609
notwendig ist.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit kann vorsehen, daß die Ansteuerung des
Schaltvorganges ebenfalls nach Beendigung des Kuppeins beginnt, so kann die
Ansteuerung des Schaltvorganges ebenfalls an das Proportionalventil 608
angeschlossen werden. So kann man erreichen, daß man bei einer sequentiel- len Ansteuerung von Kupplungsvorgang, Schaltvorgang und Wählvorgang nur
ein druckrückgeführten Proportionalventil benötigt und im weiteren nur Schalt¬
ventile anzusteuern hat. Eine Sequenz würde dann wie folgt aussehen:
Auskuppeln, Schalten von einer Gangposition in neutral, Wählen (optional) und
wieder Schalten in eine Gangposition und danach wieder die Kupplung
schließen. Dieser Zyklus kann sequentiell im Steuergerät abgelegt sein, so daß
ein automatisierter Vorgang einer Ansteuerung des Schaltgetriebes
vorgenommen werden kann, wobei durch die Ansteuerung der Differentialkol¬
bensysteme die Gangstufen nicht seriell gewählt werden müssen. So kann
beispielsweise durch geschicktes Wählen der Gassen von dem ersten Gang in
einen beliebigen Gang geschaltet werden.
Die Schaltventile 701, 702, 632 sind sogenannte schwarz-weiß-schaltende
Ventile, wobei die Proportionalventile in einen beliebigen einstellbaren Zustand
steuerbar sind. Die Volumenströme zur Ansteuerung des Kupplungsausrückers,
wie Zentralausrückers, betragen in der Regel Werte im Bereich von 1 bis 10
Liter pro Minute, wobei die Ansteuerung zur Betätigung des Wählvorganges
Werte im Bereich zwischen 0, 1 bis 5 Liter pro Minute benotigen,
vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 Liter. Entsprechendes gilt für die
Ansteuerung des Schaltvorganges. Die in der Figur 13 dargestellte Pumpe 602
kann beispielsweise als Radialkolbenpumpe ausgestaltet sein. Die Figur 21 a zeigt den Aktor 13, wie die Aktoreinheit, der Figur 3 in einer
Ansicht, wobei die im Aktor verlaufenden Hydraulikleitungen und im Aktor
angeordneten Ventile dargestellt sind. Die Schaltventile S1 , S2 und S3
entsprechen im Hydraulikplan den Ventilen 701 , 702 und 632, das heißt, die
Ventile S1 und S2 steuern den Differentiaizylinder 700 zur Steuerung des
Wählvorganges und das Schaltventil S3 steuert den Schaltvorgang.
Weiterhin ist ein Proportionalventil 609 zu erkennen. Das Proportionalventil
608 zur Steuerung der Kupplungsbetätigung und des Wählvorganges liegt in
dieser Ansicht hinter dem Ventil 609, so daß es von diesem verdeckt ist.
Die Hydraulikleitung L1 , 605 stellt die Verbindung von dem Druckspeicher 604
bzw. von der Pumpe 600 dar, wobei über die Leitung L1 die beiden Proportio¬
nalventile 608 und 609 mit dem Hydraulikversorgungssystem verbunden sind.
Die Hydraulikleitung L2, 612 verbindet das Proportionalventil 608 mit den
Schaltventilen 701 , S1 und 702, S2. Die Hydraulikleitung L3 verbindet das
Schaltventil S1 , 701 mit dem Differentiaizylinder 700 und die Hydraulikleitung
L4 verbindet das Schaltventil F2, 702 mit dem Differentiaizylinder 700. Die
Hydraulikleitung L7 verbindet das Schaltventil S3, 632 mit dem Differential-
zylinder 635 zum Schalten, wobei die Hydraulikleitung L6, 630 das
Proportionalventil 609 mit dem Differentiaizylinder 635 zum Schalten
verbindet. Die Figur 21 b zeigt weiterhin den Aktor in einer weiteren Ansicht, wobei die
Hydraulikleitungen L6 und L7 zur Ansteuerung des Differentiaizylinders 635
zum Schalten mittels des Schaltventils S3, 632 und des Proportionalventils 609 dargestellt sind.
Die Figur 21 c zeigt wiederum eine weitere Ansicht des Aktors, wobei die
Leitung L2 und die Leitung L1 dargestellt sind. Weiterhin ist das Proportional¬
ventil 609 und das Proportionalventil 608 dargestellt.
Weiterhin ist zu erkennen, daß der Sensorkolben 900, welcher in der Figur 23
schematisch dargestellt ist, in den Aktor mit einbezogen ist. Im Hydraulikplan
auf Seite 13 ist der Sensorkolben somit in die Leitung 610 integriert. Ausgang
des Sensorkolbens 900 ist ein Anschluß der Leitung L5 an den Zentral-
ausrücker ZA der Kupplung.
In der Figur 22 ist das Steuergerät näher gezeigt, wobei das Steuergerät 800
durch die unterbrochene Linie umrahmt dargestellt ist. Die Steuereinheit 800
umfaßt eine Spannuπgsversorgung 801 , welche die Sensoren und die
Einheiten der Steuereinheit versorgt. Weiterhin kann ein Sensorinterface 802
vorhanden sein, welches digitale Signale verarbeitet. Weiterhin ist ein
Sensorinterface für analoge Signale 803 vorhanden sowie ein CAN-Bus Interface 804. Die Eingänge des Sensorinterfaces (digital) 802 sind beispiels¬
weise die Wahl- und Schalteingänge sowie der Druckschalter des Vorrats¬
druckbehälters. Die Eingänge des Sensorinterfaces (analog) 803 sind beispiels¬
weise die Gassenerkennung oder die Schaltwegsensierung sowie die
Kupplungswegsensierung.
Die Pfeile der Figur 22 stellen Signal- oder Versorgungsverbindungen dar.
Das CAN-Bus Interface 804 erhält als Eingänge beispielsweise Signale über
das Fahrpedal bzw. den Fahrpedalsensor sowie über die Motordrehzahl, über
die Raddrehzahlen, über das Motormoment, den Drosselklappenwinkel, die
Bremsen, wie Betriebs- oder Feststellbremse sowie einen beispielsweise von
einem Leerlaufschalter und optional, ob eine Antischlupfregelung aktiv ist oder
nicht, sowie weitere mögliche Signale. Dem CAN-Bus können Signale über die
Ausgänge der Interface-Bausteine ermittelt werden, wie beispielsweise eine
Ganganzeige, eine Kupplungszustandsanzeige, einen Motoreingriff, ein
Anlasserrelais bzw. ein Tempomat. Weiterhin umfaßt die Einheit 800 eine
zentrale Computereinheit 805, wie mikro-controller, welche die Berech-
nuπgsvorgänge zur Steuerung oder Regelung vornimmt, wobei ein flash-eprom
vorhanden sein kann. Weiterhin stehen Diagnose-Interface-Bausteine 806 zur Verfügung, um bei¬
spielsweise in der Prototypenphase Signale über Betriebszustande zu
gewinnen. Weiterhin kann eine Iso-Schnittstelle 806a zur Diagnose vorhanden
sein. Die Diagnose-Schnittstellen 806, 806a können auch in den Serviceinter-
vallen zur Wartung ausgelesen werden. Weiterhin ist ein Ausgangstreiber 807
für die Schaltventile und ein Ausgangstreiber 808 für die Proportionalventile
vorgesehen, welche die Ventile ansteuern und gleichzeitig Rückmeldungen der
Ventile, wie Positionssignale, aufnehmen können.
Weitere Ansteuerungseinheiten, wie die Steuerung des Motors, der Hydrau¬
likpumpe, des Hydraulikkreises sind nicht näher dargestellt. Ebenso nicht die
Sensoren, wie Hallsensoren, zur Detektion der Wahl- und Schalteingänge oder
der Gangerkennung oder der Schaltwegserkennung. Diese Signale werden
über die Pfeile (Signalleitungen) an die Steuereinheit übergeben.
Die Figur 23 zeigt eine Sensorkolben- oder Schwimmkolbeneinrichtung 900 mit
einem Schwimmkolben 901 , welcher mittels der Federn 902 und 903
innerhalb eines Raumes beaufschlagt wird. Durch die beiden Federn wird der
Kolben in der Stellung "Kupplung geschlossen" fixiert. Dabei sind die Federn
vorzugsweise derart ausgelegt, daß sie gerade die Reibungskräfte des Kolbens
überwinden können, das heißt, daß sie den Kolben im Zylinder bewegen
können, wenn die Bewegung nicht hydraulisch unterbunden wird. Weiterhin sind Hydraulikleitungen 904 und 905 vorhanden, welche zum einen das
Proportionalventil 906 mit der Kammer 907 verbindet sowie die Kammer 908
mit der Druckkammer 909 des Zentralausrückers 910, welcher über ein
Ausrücklager 911 die Kupplung mittels der Tellerfeder 912, die nur in
Ausschnitten dargestellt ist, ansteuert. Weiterhin ist in die Einrichtung 900 eine
Schnüffelöffnung, wie Schnüffelbohrung, 913 eingearbeitet, welche über eine
Hydraulikleitung 914 mit dem Sumpf 915 verbunden ist. Überschreitet die eine
Steuerkante 916 die Schnüffelbohrung, wird ein Druckausgleich der Volumina
der Raumbereiche 907 und 908 gewährleistet. Dies geschieht nur, wenn die
Kupplung vollständig geschlossen ist, das heißt, nur in dieser Position kann die
Schnüffelbohrung geöffnet werden.
Zur Detektion der axialen Stellung des Kolbens 901 ist ein Positionssensor 917
angeordnet, welcher mittels zumindest eines Gebers, wie Magneten, 918
berührungslos die Position des Kolbens detektiert. Das Ausführungsbeispiel der
Figur 23 sieht als Positionssensor einen Halleffektsensor vor, welcher mit
einem beispielsweise ringförmigen Magneten 918 zusammenwirkt. Der
Ringmagnet 918 kann an einer beliebigen Position des Kolbens angeordnet
sein, so wie er beispielsweise in der Figur 23 dargestellt ist, wobei der
Ringmagnet jedoch auch an einem Endbereich des Kolbens angeordnet sein
kann. Im eingerückten Zustand der Kupplung beaufschlagt die Tellerfeder 912 der
Kupplung das Hydrauliksystem derart, daß der Kolben im wesentlichen in der
Stellung "Kupplung geschlossen" fixiert ist. Beim Öffnen der Kupplung wandert
der Kolben abhängig von Olvolumina und Durchmesser um einen bestimmten
Betrag aus. Dieser Betrag ist zusammen mit der hydraulischen Übersetzung
dem Kupplungsweg proportional. Die Position des Kolbens 901 charakterisiert
somit die Einrückposition der Kupplung, so daß mittels der Position des
Kolbens das übertragbare Drehmoment der Kupplung bestimmt werden kann.
Als Sensoren können vorzugsweise neben den oben erwähnten Hallsensoren
auch andere Sensoren mit ortsauflösendem Charakter zum Einsatz kommen,
wie beispielsweise ein Induktivsensor, wobei mittels einer Induktionsspule das
Eintauchen eines ferromagnetischen Materials in die Spule, welches mit dem
Kolben verbunden oder an diesem angebracht ist, detektiert wird.
Weist der Kolben eine Leckage, das heißt eine Fehlfunktion, auf, wie
beispielsweise ein Fluß des Hydraulikmediums von der Kammer 907 in die
Kammer 908, so wird eine Bewegung des Kolbens 901 relativ zu dem
Gehäuse 920 erfolgen, ohne daß die Einrückposition der Kupplung verändert
wird. Bei geöffneter Kupplung wird der Kolben derart wandern, daß langsam
die "geschlossene Position" eingenommen wird. Dies geschieht aufgrund der
Federn 903 und 902. Wird die Kupplung nun geschlossen, wandert der Kolben über die als "geschlossene Position" angesehene Position, hinaus, da er bei
noch geöffneter Kupplung bereits auf diese Position zugewandert ist. Er
wandert allerdings nur so weit, bis über die Schnüffelbohrung ein Ausgleich
der Volumina erreicht wird. Der Positionsausgleich, das heißt die Verstellung
des Kolbens zurück in die als "geschlossene Position" angesehene Position
wird durch die Federn unterstützt. Dadurch kann auch bei einer Leckage am
Sensorkolben eine gegebenenfalls eingeschränkte Messung des Kupplungs¬
weges auch bei Fehlfunktionen aufrechterhalten werden. Der Einsatz einer
Schnüffelbohrung 913 dient zum Ausgleich von Fehlfunktionen, wie
beispielsweise thermischen Effekten. Die Schnüffelbohrung befindet sich im
Bereich einer Endlage des Kolbens und wird in bestimmten Zeitintervallen
geöffnet, wobei die Steuereinheit die Zeitintervalle zum Öffnen der Schnüffel¬
bohrung in solchen Betriebspunkten ansteuert, in welchen es von der
Betriebssicherheit der Kupplung betrachtet unproblematisch ist. Die Öffnung
der Schnüffelbohrung geschieht durch völliges Schließen der Kupplung.
Dadurch wird ein dem "hydraulischen Reset" ähnlicher Vorgang ausgelöst, das
Ölvolumen in der Kammer 907, 908 gleicht sich aus und das System ist
wieder in der ursprünglichen Position, die ohne eine Leckage oder einer
Fehlfunktion angenommen wird.
Das System des Sensorkolbeπs oder Schwimmkolbens der Figur 23 kann
sowohl für die Medientrennung von Geber- und Nehmerseite als auch als reines Meßsystem ohne medientrennende Wirkung eingesetzt werden. Im
Sinne einer Medientrennung kann auf der einen Seite des Kolbens ein anderes
Druckmedium, wie Fluid, verwendet werden, wie auf der anderen Seite des
Kolbens. Beispielsweise können Bremsflüssigkeit und ein Hydraulikfluid ATF
verwendet werden.
In der Figur 24 wird ein schematisches Verhalten eines automatisierten Kuppel-
Schalt- und Wählvorganges in Abhängigkeit der Zeit dargestellt, das heißt,
auf der Ordinate ist jeweils die Geschwindigkeit von beispielsweise den Kolben
der Stellglieder oder aber der Wellen der Stellmittel detektiert. Die Kurve 1000
stellt die Geschwindigkeit des Geberzylinderkolbens beim Kuppeln dar, wobei
die Kurve 1001 die Geschwindigkeit des Stellgliedes beim Schalten und die
Kurve 1002 die Geschwindigkeit des Stellgliedes beim Wählen in zeitlichem
Verlauf darstellt.
Beginnend bei dem Zeitpunkt t = 0,1003 wird die Kupplung geöffnet, das
heißt, die Geschwindigkeit der Kupplungsaktorik nimmt zu. Bevor die Kupplung
bei αem Zeitpunkt 1004 vollständig geöffnet ist, wird zu dem Zeitpunkt 1005
bereits der Schaltvorgang eingeleitet. Zum Zeitpunkt 1006 wird der
Wählvorgang eingeleitet, welcher bis zu dem Zeitpunkt 1007 abgeschlossen
ist. Während des Wählvorganges ist die Geschwindigkeit des detektierten
Elementes der Schaltaktorik nicht auf null abgesunken, das bedeutet, daß in dieser Phase des Gangwechsels die Schrägschaltfähigkeit des Getriebes
ausgenutzt wird. Dies bedeutet, daß ein Gassenwechsel bereits in einer
Stellung innerhalb der Schaltgasse möglich ist, wobei die Schaltaktorik noch
nicht in der Neutralposition, wie Neutralgasse, ist.
Der Einbruch der Schaltgeschwindigkeit 1001 im Zeitbereich 1008 resultiert
aus dem Synchronisiervorgang des neuen Ganges, wobei im Anschluß daran
der Schaltvorgang bei 1011 beendet wird und ab dem Zeitpunkt 1009 bis zum
Zeitpunkt 1010 die Kupplung wieder eingerückt wird. Die Absenkung der
Geschwindigkeit des Schaltaktors im Zeitbereich 1008 führt dazu, daß in
diesem Bereich der Wegsteuerung oder Wegregelung eine unterlagerte
Druckregelung oder Drucksteuerung durchgeführt werden kann oder muß, da
bei einer Geschwindigkeit gleich null die Steuer- bzw. Regelgröße
verschwindet, wenn nur eine Wegregelung oder Wegsteuerung durchgeführt
wird.
In der Figur 25 ist schematisch ein Halbschnitt durch eine Getriebeglocke
dargestellt, mit einem Schwungrad 1 101 , einer Kupplungsscheibe 1 102, einer
Druckplatte 1103 sowie einer Tellerfeder 1 104 und einem Ausrücklager 1105.
Diese Kupplungsbauteile sind koaxial zur Getriebeeingangswelle 1 106
angeordnet und mit dieser Kupplung wird das übertragbare Drehmoment
angesteuert. Die Ausrückposition des Ausrücklagers 1 105 wird mittels eines Sensors 1 107 detektiert, welcher durch eine Öffnung in der Getriebeglocke in
den Raum der Getriebeglocke eingeführt wird, wobei die Halterung 1 108 des
Sensors 1107 von außen auf die Getriebeglocke geschraubt oder gesteckt
wird.
Die Figur 26 zeigt den Sensor in einer Vergrößerung, wobei ein Biegestab
1200 mit einer Sensorplatte 1201 an der Getriebeglocke befestigt wird und
aufgrund der axialen Bewegung des Ausrücklagers 1 105 resultiert eine
Verbiegung des Biegelementes 1200, was mit einem Sensor 1202 detektiert
wird. Dieser Sensor 1202 kann beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen sein
oder ein Piezokristall. Der Sensor besteht somit im wesentlichen aus einem
Biegestab, der an einem Ende fest eingespannt ist und an seinem anderen
Ende eine Auslenkung normal zur Stablängsrichtung erfährt. Durch die
Auslenkung treten an den Randfasern oder Randbereichen Dehnungen und
Stauchungen auf, die mittels eines entsprechenden Sensorprinzips (Dehnungs¬
meßstreifen, Piezo, usw.) detektiert werden. Die aufbereiteten Ausgangs¬
signale, welche mittels des Anschlußkabels 1203 an die zentrale Steuereinheit
übermittelt werden, sind eine direkte Referenz für den Auslenkungsweg bzw.
Betätigungsweg bei einer entsprechend hohen Auflosung und
Wiederholgenauigkeit. Zweckmäßig werden die Sensorelemente nahe der
Einspannstelle angebracht. Somit sind die kritischen Teile nicht in dem Bereich
hoher Temperaturen. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Sensor in der Anschraubplatte 1201 integrierbar ist und vor allem in diesem Bereich die
maximalen Dehnungen des Biegestabes 1200 auftreten.
Der in den Figuren 25 und 26 dargestellte Kupplungswegsensor detektiert die
axiale Verlagerung des Ausrücklagers, ohne daß zusätzliche bewegte Teile
nötig sind. Weiterhin sind die temperaturkritischen Bauteile außerhalb des
Kupplungsraumes angeordnet bzw. im Randbereich des Kupplungsraumes
angeordnet. Der Sensor eignet sich zweckmäßigerweise zum Anbau an
bestehende Systeme für den Einsatz als Add-On-Sensor, da außer dem
kleinen, teilweise vorhandenen, Durchbruch in der Wandung des Getriebes und
vorhandenen Befestigungsvorrichtungen keine weiteren Änderungen
vorgenommen werden müssen.
Beim automatisierten Schaltgetriebe sind zwei Bewegungen an der Schalt-
Stange zu realisieren.
1 . eine Drehbewegung bei der Gassenwahl und
2. eine translatorische beim Schalten (Fahrstufe rausnehmen und einlegen)
Alle Bedingungen, die der Ablauf "Schalten" erfordert, werden durch diesen
Schaltplan bevorzugt beschrieben.
1 . Verwendung eines Druckdifferenzkolbens, daraus folgt, daß nur eine
Stangenabdichtung notwendig ist 2. hydraulische Verschaltung nach Plan, siehe beispielsweise Figur 13,
das Druckmodulierventil ist vorzugsweise als Proportionaldruck¬
regelventil zum Modulieren des Schaltdruckes ausgelegt. Der Schalt¬
druck bestimmt das Synchronisationsmoment und damit die
Synchronisationsgeschwindigkeit und hat somit entscheidenden
Einfluß auf den Schaltkomfort. In dieser Anwendung wird ein
Proportionaldruckminderventil verwendet. Es könnte auch durch
einen Versorgungsdruck, der mit einem Druckbegrenzungsventil geregelt wird, ersetzt werden.
- Das Schaltventil ist verantwortlich für die Auswahl der Bewegungs¬
richtung.
In die rechte Bewegungsrichtung wirkt die Kraft Ps * (A- - A2) in die linke
Richtung wirkt die Kraft Ps * A2 . Sind A, und A2 vorzugsweise gleich groß,
daraus folgt eine gleiche Regelverstärkung.
Sind die Ventile gegen den Tank geschaltet, ist die Schaltstange kraftfrei. Dies
ist vorzugsweise in der Position "elektrischer Aktuator stromlos" realisiert.
Die Druckversorgung ist eine an sich bekannte Speicher-Lade-Einheit. Sie stellt
den Systemdruck zur Verfügung. Vom Systemdruck wird der Kupplungsdruck und der Schaltdruck abgezweigt,
dabei sind hohe dynamische Volumenströme erforderlich. Eine gegenseitige
Beeinflußung der Ventile ist, wenn vorhanden, dann minimal, da der Speicher
eine stark dämpfende Wirkung aufweist.
Vom Kupplungsdruck wird der Versorgungsdruck für das Wählen abgezweigt.
Kuppeln und Schalten sowie Wählen und Schalten können vollkommen un¬
abhängig voneinander angesteuert werden.
Der Kupplungsdruck, der dann auch Versorgungsdruck für das Wählen ist,
sollte nahezu konstant sein, wenn die Kupplung aus Dynamikgründen leicht
angelegt bleibt.
Ist dies nicht notwendig, kann man den Kupplungsdruck als Versorgungsdruck
für das Wählen leicht modulieren, um den Wählvorgang zu optimieren.
Voraussetzung dafür ist aber, daß dieser Druck höher ist, als der für das
Öffnen der Kupplung notwendige Druck ist. Es ist vorteilhaft, wenn die
Kupplung mit Hydraulikdruck geöffnet wird.
Im stromlosen Zustand (z.B. Elektronikausfall) bleibt der momentane
Schaltzustand erhalten, das heißt, der Gang bleibt eingelegt oder in Neutral¬
stellung. Für Kupplung gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Die Kupplung schließt, wenn das Kuppluπgsdruckmiπderventil stromlos
gegen den Tank geschaltet ist. Dies ist energetisch besser, da kein
Stromverbrauch bei geschlossener Kupplung anfällt.
2. Die Kupplung öffnet, wenn das Kupplungsdruckminderventil stromlos die
Kupplung auf den Systemdruck schaltet. Dieser senkt sich gegebenenfalls
aufgrund von möglichen Leckagen langsam ab und schließt die Kupplung
langsam. Dieses Verhalten ist im Hinblick auf die Sicherheit vorzuziehen,
obwohl es energetisch ungünstiger ist. Weiterhin kann dadurch die
Parksperrenfunktion erfüllt werden.
Die Figur 27 zeigt einen Hydraulikplan zur Ansteuerung eines Getriebes, wie
beispielsweise eines mit Zugkraftunterbrechung schaltenden Getriebes und
eines Drehmomentübertragungssystemes, wie Kupplung.
Der Hydraulikschaltplan der Figur 27 teilt sich im wesentlichen in zwei
Teilbereiche. Der eine Teilbereich mit 1300 bezeichnet entspricht einer
Hydraulikversorgungseinheit und der Teilbereich 1301 entspricht einer
Aktoreinheit, wie Betätigungseinheit. Die Versorgungseinheit 1300 weist einen
Elektromotor 1302 zum Antrieb einer Hydraulikpumpe 1303 auf. Weiterhin ist
ein Rückschlagventil 1304 sowie ein Druckspeicher 1305 zur Speicherung eines druckbeaufschlagten Druckmittels innerhalb dieser Einheit vorgesehen.
Weiterhin ist ein Sensor 1306 vorgesehen, welcher detektiert, ob der in dem
Druckspeicher vorliegende Hydraulikdruck oberhalb oder unterhalb eines
vorgebbaren Grenzwertes ist. Ist der Druck in dem Druckspeicher 1305
unterhalb eines ersten vorgebbaren Wertes, so wird der Motor der Pumpe
eingeschaltet, bis die Pumpe innerhalb des Speichers eine Druckerhöhung
erreicht hat, so daß der Druck innerhalb des Speichers oberhalb eines zweiten
vorgebbaren Wertes ist.
Ausgehend von der Hydraulikleitung 1307 werden die Stellglieder zur
Betätigung des Drehmomentübertragungssystemes, wie Kupplung, oder von
Betätigungseinheiten zum Schalten und/oder Wählen des Getriebes mittels
Ventilen angesteuert. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 27 weist jedes
Stellglied einen eigenen unabhängigen Versorgungspfad, wie Hydraulikpfad,
auf. Ausgehend von der Leitung 1307 versorgt die Hydraulikleitung 1308 die
Betätigung der Kupplung, die Hydraulikleitung 1309 die Versorgung des
Wählvorganges und die Hydraulikleitung 1310 den Schaltvorgang.
Das Proportionalventil 131 1 kann als Proportionalwegeventil ausgebildet sein,
um den Druck Pk in der Hydraulikleitung 1312 zu steuern oder zu regeln,
welcher innerhalb des Druckraumes 1313 des hydraulischen Kupplungsaus¬
rückers 1314 die Betätigung der Kupplung steuert. Das Ventil 1311 kann als Proportionalwegeventil oder
Proportionaldruckminderventil ausgebildet sein. Gleichfalls kann das
Proportionalventil 131 1 mit einem internen Druckregelkreis (Druckminderventil)
ausgebildet sein. Solche Proportionalventile sind Proportionalventile mit
speziellen Ausführungen, insbesondere mit einem zusätzlichen internen
Regelkreis. Die Druckregelung kann bei einem solchen druckrückgeführten
Druckminderventil der in dem Druckbereich 312 vorherrschende Lastdruck
sein. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der zu steuernde oder zu regelnde
Druck als Steuergröße verwendet.
Der Vorsteuerdruck Pv in Leitung 1309 wird verwendet, um den Druck Pw zur
Ansteuerung des Wählvorganges gezielt auszuwählen. Die Verbindung 1309
direkt von dem Druckspeicher 1305 oder von der Pumpe zu den Schaltventilen
1320 und 1321 stellt eine vorteilhafte Variante zu dem Hydraulikschaltplan der
Figur 13 dar, da ein unabhängiger Wählvorgang und ein unabhängiger
Kupplungsvorgang angesteuert werden kann, ohne daß eine Beeinflussung des
einen Vorganges in Abhängigkeit des anderen Vorganges vorhanden ist. Der
Schaltvorgang sowie die Ansteuerung der Ventile 1320 und 1321 entspricht
dem in den Figuren 17 bis 20 dargestellten Sachverhalt, welcher hier nicht
noch einmal wiederholt wird. Es sei jedoch auf die Figurenbeschreibung dieser
Figuren verwiesen. Der Vorsteuerdruck Pv im Bereich 1310 wird mittels des Ventiles 1330 in den
Steuerdruck Ps zur Ansteuerung des Schaltvorganges gewandelt oder
gesteuert, wobei mittels des Schaltventiles 1331 und des Proportionalventiles
1330, wie Proportionalwegeventil oder druckrückgeführtes
Proportionaldruckminderventil eine Ansteuerung des Druckes PS erfolgt.
Entsprechend sei auf die Figurenbeschreibungen der vorhergehenden Figuren
verwiesen.
Die Figur 28 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines
Hydraulikschaltplanes mit einer Hydraulikeinheit mit einem Elektromotor 1302
zum Antrieb einer Pumpe 1303, mit einem Rückschlagventil 1304, einem
Druckspeicher 1305 sowie ein mit einem Sensor 1306, welche den Druck den
Hydraulikfluids innerhalb des Druckspeichers detektiert. Ausgehend von dem
Knoten 1390 werden Hydraulikleitungen 1308, 1309 und 1310 verwendet,
um die Druckmittelansteuerung des Kupplungsvorganges mittels des
Stellgliedes 1314, des Wählvorganges mittels des Stellgliedes 1322 sowie des
Schaltprogrammes mittels des Stellgliedes 1332 anzusteuern. Der Fluiddruck
innerhalb des Stellzylinderdruckraumes 1313 wird mittels des
Proportionalventiles, wie druckrückgeführten Druckminderventiles 131 1
angesteuert. Der Fluiddruck innerhalb der Druckräume des Stellgliedes 1332 wird mittels des Proportionalventiles 1330 und des Schaltventiles 1331
angesteuert.
Zur Ansteuerung des Druckes Pw zum Wählen wird mittels des
druckrückgeführten Proportionalventiles 1350 ein Steuerdruck zur Verfügung
gestellt, welcher mittels der Ventile 1320 und 1321 gesteuert wird zur
Beaufschlagung der Druckräume des Stellgliedes 1322.
In dem Fluidpfad 1309 kann dem Druckspeicher 1305 ein Drosselventil 1360
oder eine Vordrossel nachgeordnet sein, wobei dieses Drosselventil 1360 den
Schaltventilen 1320 und 1321 zur Ansteuerung des Wählvorganges
vorgeschaltet ist. Das Drosselventil 1360 bewirkt eine Druckreduzierung des
die Schaltventile 1320,1321 ansteuernden Druckes gegenüber dem Druck im
Speicher 1305. Bei geeignet geringem Vorsteuerdruck Pv im Speicher 1305
kann das Drosselventil auch ausgelassen sein. Ein Drosselventil entsprechend
1360 kann gegebenenfalls auch in den Fluidpfaden 1308 und/oder 1310
angeordnet sein.
Die Figur 29 zeigt eine Betätigungseinheit, wie Aktoreinheit, 1400 mit einem
ersten Stellglied 1401 zur Betätigung des Schaltvorganges sowie mit einem
zweiten Stellglied 1402 zur Ansteuerung des Wählvorganges. Den Schaltweg
sowie den Wählweg als auch die aktuelle Getriebeposition wird mittels des Sensors 1403 detektiert, welcher auf der Aktoreinheit 1400 befestigt werden
kann. Die Aufgaben der Stellglieder 1401 und 1402 können auch in
Abhängigkeit des verwendeten oder angesteuerten Getriebes vertauscht sein.
Das Stellglied 1402 weist einen Kolben 1410 in einer Aufnahme 141 1 auf,
wobei der Kolben zwei Druckräume 1412 und 1413 voneinander trennt. Die
Kolbenflächen, welche druckmittelbeaufschlagt werden und zu einer axialen
Verlagerung des Kolbens führen, sind als Differentialflächen ausgebildet, wobei
der Kolben somit ein Differentialkolben ist, so daß bei gleicher
Druckbeaufschlagung eine unterschiedliche Kraft in axialer Richtung resultiert.
Das Stellglied 1402 ist derart aufgebaut, daß ein erster Druckraum 1420 mit
einer Kolbenfläche 1421 vorhanden ist und in einem zweiten Raumbereich
1430 innerhalb des Gehäuses ein zweiter Kolben vorhanden ist mit einer
zweiten Kolbenfläche, die über eine Kolbenstange 1422 miteinander verbunden
sind. Durch die Druckbeaufschlagung der Druckräume 1420 erfolgt eine
Verlagerung der Kolbenstange 1422 und somit eine Verschwenkung der Gabel
1440, so daß die zentrale Schaltwelle 1441 verschwenkt wird. Dadurch wird
auch der Geber 1450 für den Sensor 1403 verlagert, so daß der Sensor eine
veränderte Position detektiert. Die Aktoreinheit 1400 ist über Hydraulikversorgungsleitungen mit der
Hydraulikeinheit verbunden, so daß in einem zweiten Block beispielsweise die
Ventile angeordnet sind, welche die Ansteuerung der Betätigungseinheit, wie
Aktoreinheit, vornehmen. Weiterhin kann in diesem Block eine Hydraulikpumpe
integriert, wobei diese auch getrennt angeordnet sein kann.
Zur Ansteuerung der Kupplungsbetätigung ist weiterhin ein Stellglied
vorhanden, welches in vorteilhafter Weise direkt an der Kupplung angreift.
Dadurch ist dieses Stellglied nicht in die Aktoreinheit 1400 integriert.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor¬
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteraπsprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück¬
bezogenen Unteransprüche zu verstehen. Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter¬
ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Ausführungsbeispiele der Beschreibung
beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und
Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder
Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen
Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen
und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfah¬
rensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem
neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschritt¬
folgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und einem im Drehmo¬
mentfluß zwischen Motor und Getriebe angeordneten Drehmomentüber-
tragungssystem mit einer Aktoreinheit zur Betätigung des Kupplungsvor¬
ganges und des Schalt- und Wählvorganges zur Durchführung eines au¬
tomatisierten Gangwechsels, wobei die Aktoreinheit von einer Hydrauli¬
keinheit mit Hydraulikpumpe und gegebenenfalls einen Druckspeicher mit
einem druckbeaufschlagten Medium versorgt wird, zur gezielten Ansteue-
rung eines Gangwechselvorganges, wobei die Aktoreinheit zumindest ein
Stellglied und die Hydraulikeinheit Ventile und Hydraulikfluidverbindungen
aufweisen, welche zur gesteuerten Betätigung des Schalt- und Wählvor¬
ganges angesteuert werden.
2. Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und einem im Drehmo¬
mentfluß zwischen Motor und Getriebe angeordneten Drehmomentüber¬
tragungssystem mit einer Aktoreinheit zur Betätigung des Kupplungsvor¬
ganges und des Schalt- und Wählvorganges zur Durchführung eines au¬
tomatisierten Gangwechsels, wobei die Aktoreinheit von einer Hydrauli-
keinheit mit Hydraulikpumpe und gegebenenfalls einen Druckspeicher mit
einem druckbeaufschlagten Medium versorgt wird, wobei die Aktoreinheit
zumindest ein Stellglied und die Hydraulikeinheit Ventile und Hydraulik- fluidverbindungen aufweisen, welche zur gesteuerten Betätigung des
Schalt- und Wählvorganges angesteuert werden, dadurch gekennzeich¬
net, daß die Aktor- und Hydraulikeinheit einen ersten Bereich aufwei¬
sen, in welchem ein Proportionalventil einen Fluiddruck zum Schalten
mittels eines Stellgliedes ansteuert und zumindest ein dem Proportio¬
nalventil nachgeschaltetes Ventil die Schaltrichtung ansteuert, und ei¬
nen zweiten Bereich aufweisen, in welchem ein Proportionalventil ei¬
nen Fluiddruck zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems
mittels eines Stellgliedes und gegebenenfalls zum Wählen mittels eines
Stellgliedes ansteuert, wobei zur Ansteuerung des Wählens zumindest
ein dem Proportionalventil nachgeschaltetes Ventil verwendet wird.
3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß die Aktoreinheit und die Hydraulikeinheit eine Baueinheit
bilden.
4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß die Aktoreinheit und die Hydraulikeinheit getrennt angeord¬
net sind und über Flu verbindungen miteinander verbunden sind.
5. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aktoreinheit und/oder die Hydraulikeinheit das zumindest eine Ventil umfaßt, welches zur Ansteuerung des Ausrückvor¬
ganges des Drehmomentubertragungssystemes angesteuert wird, wobei
zwischen dem im Raumbereich an der Kupplung angeordneten Kupp-
lungsnehmerzylinder und dem zumindest einen im Aktor angeordneten
Ventil eine Fluidverbindung vorhanden ist.
6. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Aktoreinheit und/oder Hydraulikein¬
heit zumindest eine Sensorikeinheit angeordnet ist, welche den Kupp-
lungsweg und/oder den Schalt- oder Wählweg detektiert.
7. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Aktoreinheit eine Sensorikeinheit zur
Detektion des Schalt- und des Wählweges angeordnet ist.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste
Sensorikeinheit zur Detektion des Kupplungsweges und eine zweite Sen¬
sorikeinheit zur gemeinsamen Detektion des Schalt- und des Wählweges
innerhalb der Aktoreinheit und/oder in der Hydraulikeinheit und /oder in
einer Fluidverbindung integriert sind.
9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß je eine
Sensorikeinheit zur Detektion des Kupplungsweges in der Hydraulikeinheit
und zur Detektion des Schaltweges und des Wählweges in der Aktorein¬
heit integriert sind.
10. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zur Ansteuerung jedes Stellgliedes zum Kuppeln,
Schalten und Wählen jeweils ein Proportionalventil und gegebenenfalls
den Proportionalventilen nachgeschaltete Schaltventile eingesetzt wer-
den.
1 1 . Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Stellglieder zum Kuppeln, Schal¬
ten und/oder Wählen zumindest zur Ansteuerung eines Stellgliedes ein
Proportionalventil und gegebenenfalls nachgeschaltete Schaltventile ein¬
gesetzt werden.
12. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Stellglieder zum Kuppeln, Schal-
ten und/oder Wählen zumindest zur Ansteuerung eines Stellgliedes ein
Proportionalventil und gegebenenfalls nachgeschaltete Schaltventile ein- gesetzt werden und zumindest zur Ansteuerung eines anderen Stell¬
gliedes zumindest ein Schaltventil verwendet wird.
13. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zur Ansteuerung jedes Stellgliedes zum Kuppeln,
Schalten und Wählen zumindest ein Proportionalventil eingesetzt wird,
wobei vorzugsweise ein Proportionalventil zum Kuppeln und Wählen und
ein anderes Proportionalventil zum Schalten eingesetzt wird und diesen
Proportionalventilen gegebenenfalls Schaltventile nachgeschaltet werden.
14. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Proportionalventil den Druck zur An¬
steuerung des übertragbaren Drehmomentes der Kupplung steuert und
nachdem die Kupplung ausgerückt ist, mittels zumindest eines nachge-
schalteten Schaltventiles der Wählvorgang ebenfalls durch den von dem
Proportionalventil angesteuerten Druck gesteuert wird.
1 5. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des Wählvorganges ein
Proportionalventil den Druck des Hydraulikf luids steuert und mittels zwei¬
er dem Proportionalventil nachgeschalteter Schaltventilen zwei Druck¬
räume eines Differentiaizylinders angesteuert werden.
16. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckräume des Differentiai¬
zylinders zum Wählen mittels der beiden Schaltventile derart angesteuert
werden, daß entweder beide Druckräume druckbeaufschlagt werden oder
keiner der beiden Druckräume druckbeaufschlagt wird oder der erste
Druckraum druckbeaufschlagt wird und der zweite Druckraum im we¬
sentlichen drucklos geschaltet wird oder der erste Druckraum drucklos
geschaltet wird und der zweite Druckraum druckbeaufschlagt wird.
17. Kraftfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels
der Ansteuerung der zwei Druckräume eines Differentiaizylinders eine
mehrstufige Kraftcharakteristik zum Wählen der Gangstufen erzeugt wird.
18. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Schalten ein Differentiaizylinder mittels
eines Proportionalventiles und eines diesem nachgeschalteten Schaltven¬
tiles angesteuert wird.
19. Kraftfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das min¬
destens eine Proportionalventil mindestens einen Zylinderdruck steuert
oder regelt.
20. Kraftfahrzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumin¬
dest ein Proportionalventil ein Proportionalwegeventil ist.
21 . Kraftfahrzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumin¬
dest ein Proportionalventil ein druckrückgeführtes Proportionaldruckmin¬
derventil ist.
22. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 18 oder 19, da-
durch gekennzeichnet, daß die beiden Druckräume des Differentiaizy¬
linders zur Ansteuerung des Schaltvorganges derart druckgeregelt
oder druckgesteuert druckbeaufschlagt werden, daß eine druckgeregelte
oder druckgesteuerte Kraft in die eine oder andere Richtung zum Schal¬
ten resultiert.
23. Kraftfahrzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die eine
druckgesteuerte oder druckgeregelte Kraft in die eine Richtung im we¬
sentlichen betragsmäßig gleich der anderen druckgesteuerten oder
druckgeregelten Kraft in die andere Richtung ist.
24. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß ein Schaltventil zur Ansteuerung des Schaltvorganges des Getriebes entweder den ersten Druckraum des Differentiaizylinders
druckbeaufschlagt und den zweiten Druckraum des Differentiaizylinders
drucklos schaltet oder beide Druckräume druckbeaufschlagt schaltet.
25. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zumindest einer der Differentiaizylinder zum Schalten
oder Wählen auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbens unter¬
schiedlich große in axialer Richtung wirksame Flächen aufweist.
26. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zumindest einer der Differentiaizylinder zum Schalten
oder Wählen auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbens unter¬
schiedlich große in axialer Richtung wirksame Flächen aufweist, wobei
das Flächenverhältnis 2 : 1 beträgt.
27. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬
kennzeichnet, daß zumindest eines der Proportionalventile ein druck¬
geregeltes, insbesondere ein lastdruckrückgeführtes Proportionalventil ist.
28. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest eines der Proportionalventile ein
druckgeregeltes, insbesondere lastdruckrückgeführtes Proportionalventil ist und zumindest ein weiteres Proportionalventil ein
Proportionalwegeventil ist.
29. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eines der Proportionalventile, ein Proportionalventil
zum Kuppeln und Wählen und ein Proportionalventil zum Schalten ein
druckgeregeltes, insbesondere lastdruckrückgeführtes Ventil ist.
30. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kupplungsbetätigungsvorgang weg- und/oder
druckgeregelt oder druckgesteuert wird.
31. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wählvorgang weg- und/oder druckgeregelt oder
druckgesteuert wird.
32. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaltvorgang weggesteuert oder weggeregelt
wird, wobei zusätzlich eine unterlagerte Drucksteuerung oder
Druckregelung, insbesondere in der Synchronisierphase des
Schaltvorganges, durchgeführt wird.
33. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaltvorgang druckgeregelt oder -gesteuert
erfolgt.
34. Kraftfahrzeug mit einer Hydraulikeinheit, insbesondere nach einem der
vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Differentiaizylinder zum Wählen oder Schalten mittels Schaltventilen
angesteuert werden und mittels vorgeschalteter Proportionalventile der
Fluiddruck zum Schalten oder Wählen gesteuert oder geregelt wird.
35. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß der gesteuerte oder geregelte Fluiddruck zur Ansteuerung
der Kupplung ebenfalls zur Ansteuerung des Wähizylinders herangezogen
wird. .
36. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fluiddruck zum Ansteuern des Wählvorganges
in einer Hydraulikeinheit nach einem Proportionalventil zur Kuppiungs-
steuerung abgegriffen wird.
37. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fluiddruck zur Ansteuerung des Wähizylinders, wie zur Ansteuerung des Wählvorganges, durch ein separates Druck¬
regelventil, insbesondere ein lastdruckrückgeführtes Regelventil, erzeugt
wird.
38. Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe, wie Stufengetriebe, und
mit einem Drehmomentübertragungssystem, wie Kupplung, im Dreh¬
momentfluß zwischen Motor und Getriebe, mit einer zentralen Steuer¬
einheit und mit einer Hydraulikeinheit mit Hydraulikpumpe und gegebe¬
nenfalls mit Druckspeicher und Ventilen, mit einer Aktoreinheit, welche
Stellglieder und gegebenenfalls Ventile zur Betätigung des Wählens und
des Schaltens einer Gangposition in den Schaltgassen des Getriebes
umfassen kann und ein Stellglied zur Kupplungsansteuerung ansteuert,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Stellglieder zumindest
teilweise seriell erfolgt.
39. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikeinheit und/oder die Aktor-
einheit zur Ansteuerung des Schalt- und Wählvorgaπges und zur
Ansteuerung der Kupplung als Zusatzvorrichtungeπ an ein üblicherweise
handgeschaltetes Stufengetriebe angebracht werden kann.
40. Sensorikeinheit, insbesondere nach einem der vorhergehenden An¬
sprüche, mit einem bewegbaren Mittel und einem raumfest angeordneten
Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Mittel einen Geber
umfaßt und das raumfest angeordnete Mittel die relative Position des
bewegbaren Mittels in bezug auf das raumfeste Mittel detektiert, wobei
die Sensorikeinheit an/in einer Aktoreinheit angeordnet ist und eine
Bewegung eines Elementes eines Getriebes direkt oder indirekt bei einem
Wähl- und/oder Schaltvorgang detektiert.
41. Sensorikeinheit nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das
bewegbare Mittel eindimensional oder zweidimensional oder dreidimen¬
sional bewegbar ist.
42. Sensorikeinheit nach Anspruch 40 oder 41 , dadurch gekennzeichnet, daß
das bewegbare Mittel in einer Ebene oder auf einer gekrümmten Fläche,
wie beispielsweise Zylindermantelfläche, bewegbar ist.
43. Sensorikeinheit nach Anspruch 40 oder 41 , dadurch gekennzeichnet, daß
das bewegbare Mittel auf einer geraden oder gekrümmten Bahn
bewegbar ist.
44. Sensorikeinheit, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche
40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorikeinheit die Position
des bewegbaren Mittels berührungslos oder mittels Berührung detektiert.
45. Sensorikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 40 bis 44,
dadurch gekennzeichnet, daß das raumfest angeordnete Mittel eine
räumliche Anordnung von Sensoren aufweist, welche in Abhängigkeit der
Position des bewegbaren Mittels Signale erzeugen.
46. Sensorikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 40 bis 45,
dadurch gekennzeichnet, daß das raumfest angeordnete Mittel zumindest
einen Sensor umfaßt, der in Abhängigkeit der Position des bewegbaren
Mittels ein Signal erzeugt.
47. Sensorikeinheit nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das
raumfest angeordnete Mittel eine räumliche Anordnung von Hall-Sensoren
oder anderen berührungslosen Sensoren umfaßt.
48. Sensorikeinheit nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das
raumfest angeordnete Mittel eine geometrische, wie rechteckige oder
quadratische oder dreieckige oder lineare, Anordnung von zumindest zwei
Hall-Sensoren oder anderen berührungslosen Sensoren umfaßt.
49. Sensorikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das bewegbare Mittel zumindest einen Magneten
oder einen anderen berührungslosen Geber umfaßt.
50. Sensorikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die berührungslosen Sensoren oder Hall-Sensoren
auf einer Ebene oder auf einer gekrümmten Fläche oder auf einer geraden
oder auf einer gekrümmten Bahn angeordnet sind.
51 . Sensorikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das raumfest angeordnete Mittel eine Bahn oder
eine Fläche eines Potentiometers ist, wobei das bewegbare Mittel ein
Schleifkontakt eines Potentiometers ist.
52. Sensorikeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das bewegbare Mittel eine Bahn oder eine Fläche
eines Potentiometers ist und das raumfeste Mittel ein Schleifkontakt eines
Potentiometers ist.
53. Sensorikeinheit, insbesondere nach einem der vorhergehenden An¬
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit mittels der von den Sensoren erzeugten Signalen ermittelt, in welcher Position das
bewegbare Mittel im Vergleich zu dem raumfesten Mittel positioniert ist,
insbesondere zur Detektion eines aktuellen Schalt- und/oder
Wählzustandes und/oder zur im wesentlichen ständigen Detektion von
zum Schalten und/oder Wählen vorhandenen Mitteln.
54. Sensorikeinheit nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinheit die Signale der einzelnen Sensoren in eine Matrixdarstellung
transformiert, wobei die analogen Signale der Sensoren in digitale Werte
umgesetzt werden und jede einnehmbare Position und der Weg des
bewegbaren Mittels quasi kontinuierlich durch Matrixwerte dargestellt
wird.
55. Sensorikeinheit nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinheit zu jeder Position des bewegbaren Mittels einen Matrixwert
bildet, der aus Einzelmeßwerten von Sensorsignalen der einzelnen
Sensoren gebildet wird.
56 Sensorikeinheit, insbesondere nach einem der vorhergehenden Aπ-
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweidimensionale Auflösung
der Sensorikeinheit durch eine flächige oder räumliche Anordnung von im
wesentlichen eindimensional wirkenden Sensoren durchgeführt wird
57. Verfahren zum Regeln oder Steuern eines automatisierten Schaltgetrie¬
bes, wie Stufengetriebe, mit einer Steuereinheit, einer Betätigungseinheit
und Sensoren zur Detektion des Betriebszustandes insbesondere nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteuerung des Kupplungsvorganges und des Wählvorganges seriell
erfolgt, wobei insbesondere ein gemeinsames Druckregelventil verwendet
wird.
58. Verfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung des Kupplungs-, Schalt-
und Wählvorganges seriell erfolgt.
59. Verfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aussteuerung des Schaltvorganges unabhängig von der seriellen
Aussteuerung des Kupplungs- und Wählvorganges erfolgt.
60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaltvorgang und der serielle Kupplungs- und Wählvorgang zumindest
zeitweise gleichzeitig erfolgt.
61. Verfahren zum automatisierten Wechseln von Gangpositionen bei
Stufengetrieben, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Gangwechsel auf Knopfdruck, wie manuell
eingeleitet, oder vollautomatisch erfolgt.
62. Verfahren zum automatisierten Wechsel von Gangpositionen bei
Stufengetrieben, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Gangwechsel je nach Schalterstellung einer
Fahrerwunschschaltung besonders komfortabel oder besonders sportlich
erfolgt.
63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
komfortablen Gangwechsel der Synchronisiervorgang beim Schalten mit
geringerer Kraft oder mit geringerem Druck erfolgt als bei einem sportli-
chen Gangwechsel.
64. Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und einem zwischen
Motor und Getriebe im Drehmomentfluß abgeordneten Drehmoment¬
übertragungssystem, wie Kupplung, mit einer Hydraulikeinheit, welcher
über eine Hydrauhkpumpe und zumindest über ein Ventil verfügt, zur
Aussteuerung eines Hydraulikzylinders zur Steuerung des übertragbaren
Drehmomentes der Kupplung über einen Betätigungsweg, wie Aus- rückweg, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrückweg der Kupplung
mittels einer Vorrichtung detektiert wird, welche innerhalb der Fluidver¬
bindung zum Stellglied der Kupplung angeordnet ist und einen Kolben
aufweist, der durch seine relative Position zu einem Sensor den
Ausrückweg oder eine Ausrückposition repräsentiert.
65. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 64, mit einem Kolben, welcher
innerhalb eines Gehäuses axial verlagerbar angeordnet ist und
gegebenenfalls zumindest einseitig federbeaufschlagt ist, wobei diese
Federn gegebenenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, wobei in
axialer Richtung betrachtet vor und hinter dem Kolben je ein druck-
beaufschlagbarer Raum vorhanden ist, welche mit Hydraulikanschlüssen
versehen sind und ein Sensor die axiale Position des Kolbens detektiert,
wobei eine angesteuerte Betätigung der Kupplung eine axiale Verlagerung
des Kolbens bewirkt.
66. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 64, mit einem Gehäuse und
einem eingangsseitigen Druckraum und einem ausgangsseitigeπ
Druckraum, wobei ein axial verlagerbarer Kolben die beiden Druckräume
voneinander trennt, und die Vorrichtung in einer Fluidverbindung
angeordnet ist und eine Ansteuerung eines nachgeschalteten Stellgliedes eine axiale Verlagerung des Kolbens bewirkt und ein am oder im Gehäuse
angeordneter Sensor diese Kolbenbewegung detektiert.
67. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 64 bis 66, dadurch gekenn-
zeichnet, daß innerhalb des Gehäuses Kraftspeicher angeordnet sind,
welche den Kolben axial beaufschlagen und im drucklosen Zustand zentrieren.
68. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 65 bis 67, dadurch gekenn-
zeichnet, daß eine Schnüffelbohrung zum gezielten Druckausgleich an
dem Gehäuse angebracht ist.
69. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 64 bis 68, dadurch gekenn¬
zeichnet, daß der Sensor zur Detektion der Kolbenposition ein berüh-
rungsloser Sensor, wie beipielsweise Hall-Sensor ist.
70. Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleπkung des Ausrücklagers mittels
eines elastisch biegbaren Mittels detektiert wird, welches von außen in
die Getriebeglocke hineinragt und sich im wesentlichen am Ausrücklager
axial abstützt, wobei die Biegung des biegbaren Mittels mittels eines
Sensors detektiert wird. O 97/10456 PO7DE96/01755
- 97 -
71. Kraftfahrzeug nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß das
elastisch biegbare Mittel in einer Grundplatte eingespannt, wie gehalten,
ist und diese Grundplatte von außen an dem Getriebe befestigt wird.
72. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 70 oder 71 , dadurch gekenn¬
zeichnet, daß der Sensor ein Dehnungsmeßstreifen oder ein Piezosensor
oder ein berührungsloser Sensor ist.
73. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der Ansprüche 15, 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltventilen zur Ansteuerung des
Wählvorganges ein Drosselventil oder eine Drossel vorgeschaltet ist.
74. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß einem Druckspeicher ein Drosselventil oder
eine Drossel nachgeschaltet ist.
75. Kraftfahrzeug insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckmittelleitung, wie
Hydraulikleitung, ein Drosselventil oder eine Drossel angeordnet ist.
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