DE102009042178A1

DE102009042178A1 - Getriebeschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102009042178A1
Application number: DE200910042178
Authority: DE
Inventors: Michael Baraga
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit einer Notlaufschalteinheit (10) zur hydraulischen und/oder pneumatischen Betätigung von zumindest einem Getriebeschaltmittel, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Normalbetriebsmodus und einen Notlaufbetriebsmodus zu schalten, und mit einem Aktivschaltmodul (14), das dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit (10) in eine dem Normalbetriebsmodus zugeordnete Normalbetriebsschaltstellung zu schalten. Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung ein Passivschaltmodul (11) aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit (10) in zumindest einem Betriebszustand selbstständig in eine dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnete Notlaufschaltstellung zu schalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeschaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 102 30 774 A1 ist bereits eine Getriebeschaltvorrichtung bekannt, die eine Steuervorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Notlaufschalteinheit zur Schaltung von Getriebeschaltmitteln aktiv in einen Normalbetriebsmodus oder einen Notlaufbetriebsmodus zu schalten.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeschaltvorrichtung bereitzustellen, die eine Getriebeverfügbarkeit mit einer besonders hohen Ausfallkompensation aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere einer Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit einer Notlaufschalteinheit zur hydraulischen und/oder pneumatischen Betätigung von zumindest einem Getriebeschaltmittel, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Normalbetriebsmodus und einen Notlaufbetriebsmodus zu schalten, und mit einem Aktivschaltmodul, das dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit in eine dem Normalbetriebsmodus zugeordnete Normalbetriebsschaltstellung zu schalten.
Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung ein Passivschaltmodul aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit in zumindest einem Betriebszustand selbstständig in eine dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnete Notlaufschaltstellung zu schalten. Dadurch kann eine Getriebeschaltvorrichtung bereitgestellt werden, die unabhängig von einer Energieversorgung in die Notlaufschaltstellung schalten kann, wodurch eine Getriebeschaltvorrichtung realisiert werden kann, die eine Getriebeverfügbarkeit mit einer besonders hohen Ausfallkompensation bereitstellt. Beispielsweise kann dadurch ein Kraftfahrzeuggetriebe bereitgestellt werden, das eine Steuer- und/oder Regeleinheit für eine rein elektronische Steuerung des Kraftfahrzeuggetriebes aufweist, und bei dem die Notlaufschalteinheit dazu vorgesehen ist, bei einem vollständigen Ausfall der elektronischen Steuer- und/oder Regeleinheit das Kraftfahrzeuggetriebe in den Notlaufbetriebsmodus zu schalten.
Unter einem „Passivschaltmodul” soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in zumindest einem Betriebsmodus dazu vorgesehen ist, einen Schaltvorgang, insbesondere einen mechanischen Schaltvorgang, unabhängig von einer Aktuatorik durchzuführen. Vorteilhafterweise soll darunter eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Schaltenergie zur Durchführung des Schaltvorgangs zwischenzuspeichern. Unter einem „Aktivschaltmodul” soll weiter insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in zumindest einem Betriebsmodus dazu vorgesehen ist, einen Schaltvorgang, insbesondere einen mechanischen Schaltvorgang, mittels einer Aktuatorik durchzuführen. Unter einer „Aktuatorik” soll dabei insbesondere eine elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Aktuatorik zur Bereitstellung einer mechanischen Schaltbewegung verstanden werden. Unter einer „Notlaufschalteinheit” soll ferner insbesondere eine mechanisch schaltende Schalteinheit verstanden werden, die zumindest zwei mechanisch unterscheidbare Schaltstellungen aufweist, wie insbesondere eine Schalteinheit, die ein mechanisch zu bewegendes Bauteil zur Durchführung eines Schaltvorgangs aufweist. Insbesondere soll darunter keine elektronische Schalteinheit verstanden werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Notlaufschalteinheit zumindest teilweise als ein Wegeventil ausgebildet ist, das für eine Schaltung der Notlaufschaltstellung und der Normalbetriebsschaltstellung vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders einfache Schaltung des zumindest einen Getriebeschaltmittels erreicht werden. Unter einem „Getriebeschaltmittel” soll dabei insbesondere ein einer Getriebeeinheit zugeordnetes Schaltmittel verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zur Bildung eines Getriebegangs eine drehfeste Verbindung in der Getriebeeinheit herzustellen, wie beispielsweise eine Reibkupplung oder eine Klauenkupplung. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Wegeventil zumindest als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet, d. h. es weist zumindest drei Betriebsmittelanschlüsse bzw. Betriebsmittelabgänge und/oder zumindest zwei Schaltstellungen auf. Besonders bevorzugt ist das Wegeventil zumindest als ein 4/2-Wegeventil ausgebildet.
Vorzugsweise umfasst die Notlaufschalteinheit einen Hydraulikschieber, der zumindest eine dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnete erste Schieberschaltstellung und eine dem Normalbetriebsmodus zugeordnete zweite Schieberschaltstellung aufweist. Dadurch kann eine besonders einfache Getriebeschaltvorrichtung zur Anbindung des Kraftfahrzeuggetriebes realisiert werden. Grundsätzlich kann das Schaltmittel noch weitere Schaltstellungen aufweisen, die anderen Betriebsmodi zugeordnet sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Schaltmittel jedoch lediglich die einem Normalbetriebsmodus zugeordnete erste Schaltstellung und die dem Notbetriebsmodus zugeordnete zweite Schaltstellung auf.
Vorzugsweise ist der Hydraulikschieber dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsmittelabgang in Abhängigkeit von der Schieberschaltstellung wahlweise mit einem von zumindest zwei Betriebsmitteldruckanschlüssen zu verbinden. Dadurch kann der Betriebsmittelabgang vorteilhaft mittels einer Schaltung der Betriebsmitteldruckanschlüsse angesteuert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung umfasst das Passivschaltmodul ein mechanisches Schaltmittel, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikschieber zumindest in einem drucklosen Zustand in die erste Schieberschaltstellung zu schalten. Dadurch kann eine besonders einfache Grundschaltstellung für die Notlaufschalteinheit realisiert werden. Mittels eines mechanischen Schaltmittels kann zudem einfach ein Energiespeichermittel zum Zwischenspeichern der Schaltenergie bereitgestellt werden.
Besonders bevorzugt umfasst das Aktivschaltmodul zumindest ein hydraulisches Schaltmittel, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikschieber mittels eines Betriebsmitteldrucks in die zweite Schieberschaltstellung zu schalten. Dadurch kann ein besonders einfaches Aktivschaltmodul bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise ist die Notlaufschalteinheit dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von einem Betriebszustand einen von zumindest zwei Getriebegängen zu schalten. Dadurch kann ein besonders hoher Getriebeschutz erreicht werden. Vorzugsweise ist die Notlaufschalteinheit in einem passiven Betriebszustand zur Schaltung eines niedrigen Getriebegangs und in einem aktiven Getriebegang zur Schaltung eines hohen Getriebegangs vorgesehen. Dadurch kann bei einem Ausfall in dem aktiven Betriebszustand ein Getriebeüberlastungsschutz und in einem passiven Betriebszustand ein Getriebegang mit einer Anfahrfunktionalität bereitgestellt werden. Unter einem „passiven Betriebszustand” soll dabei insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, in dem eine Aktuatorik für die Getriebeschaltvorrichtung deaktiviert ist. Insbesondere soll bei einem Kraftfahrzeug darunter ein Zustand verstanden werden, in dem eine Antriebsmaschine für das Kraftfahrzeug abgeschaltet ist. Unter einem „aktiven Betriebszustand” soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, in dem eine Aktuatorik für die Getriebeschaltvorrichtung zumindest teilweise aktiviert ist. Bei einem Kraftfahrzeug soll darunter insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem eine Antriebsmaschine für das Kraftfahrzeug aktiviert ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung ein Haltemodul aufweist, das zumindest in dem Normalbetriebsmodus dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit in der Normalbetriebsschaltstellung zu halten. Dadurch kann eine von dem Aktivschaltmodul und/oder dem Passivschaltmodul unabhängige Beibehaltung des Normalbetriebsmodus erreicht werden, wodurch die Getriebeschaltvorrichtung besonders einfach ausgestaltet werden kann. Insbesondere soll das Haltemodul dazu vorgesehen sein, die Normalbetriebsschaltstellung in dem aktiven Betriebszustand zu halten.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Haltemodul zumindest ein hydraulisches Haltemittel, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikschieber mittels eines Betriebsmittelsdrucks selbstständig in der ersten Schieberschaltstellung zu halten. Dadurch kann die Schieberschaltstellung besonders einfach mittels Anlegen eines Betriebsmitteldrucks gehalten werden. Außerdem kann dadurch weiter eine Schaltbarkeit in die erste Schaltstellung durch Abschalten des Betriebsmitteldrucks realisiert werden, wodurch der Hydraulikschieber besonders einfach durch Abschalten sämtlicher Betriebsmitteldrücke in die Schiebergrundstellung geschaltet werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung eine Initialisierungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit von dem Notlaufbetriebsmodus in den Normalbetriebsmodus zu schalten. Dadurch kann eine definierte Initialisierung einfach bereitgestellt werden. Insbesondere soll die Initialisierungseinheit dazu vorgesehen sein, einen Schaltvorgang der Notlaufschalteinheit von der Notlaufschaltstellung in die Normalbetriebsschaltstellung auszulösen.
Besonders bevorzugt weist die Initialisierungseinheit zum Aktivieren des Normalbetriebsmodus ein Hydraulikmittel auf, das dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck bereitzustellen. Dadurch kann eine einfache Schaltung des Normalbetriebsmodus erreicht werden. Insbesondere kann dadurch das Aktivschaltmodul einfach betätigt werden. Unter „bereitstellen” soll dabei insbesondere erzeugen und/oder freigeben verstanden werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Initialisierungseinheit dazu vorgesehen ist, wirkungsmäßig mit einer Parksperreneinheit gekoppelt zu werden. Dadurch kann ein für die Parksperreneinheit vorgesehenes Parksperrenventil vorteilhaft zur Schaltung des Betriebsmitteldrucks vorgesehen werden, wodurch eine besonders einfache Initialisierungseinheit bereitgestellt werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Getriebevorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, zum Schalten des Normalbetriebsmodus eine Betriebsmitteldruckquelle zu aktivieren. Dadurch kann die Umschaltung besonders einfach realisiert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dabei vorgeschlagen, dass die Betriebsmitteldruckquelle dazu vorgesehen ist, direkt mit dem Aktivschaltmodul der Notlaufschalteinheit verbunden zu werden. Dadurch kann eine besonders einfache Steuerung der Notlaufschalteinheit realisiert werden. Insbesondere kann dadurch lediglich durch das Aktivieren der Betriebsmittelquelle der Normalbetriebsmodus geschaltet werden. Die Betriebsmitteldruckquelle kann dabei beispielsweise als eine elektrisch betriebene Ölpumpe ausgebildet sein.
Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung wird weiter eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugautomatikgetriebevorrichtung, mit einem Kraftfahrzeuggetriebe und einer erfindungsgemäßen Getriebeschaltvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anbindung der Getriebeschaltvorrichtung realisiert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Notlaufschalteinheit,
2 die Notlaufschalteinheit in einer Notlaufschaltstellung,
3 die Notlaufschalteinheit in einer Normalbetriebsschaltstellung und
4 die Notlaufschalteinheit während eines Schaltvorgangs von der Normalbetriebsschaltstellung in die Notlaufschaltstellung.
1 zeigt schematisch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 23 und einer Getriebeschaltvorrichtung 24 zur Schaltung des Kraftfahrzeuggetriebes 23. Das lediglich schematisch dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 23 ist als ein Automatikgetriebe ausgebildet. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist nicht näher dargestellte wirkungsmäßig miteinander verbundene Planetenradsätze auf, die zur Schaltung von Getriebegängen teilweise miteinander bzw. mit einem Getriebegehäuse verbunden werden können. Zur Schaltung der Planetenradsätze weist das Kraftfahrzeuggetriebe Getriebeschaltmittel auf, die teilweise als Bremsen und teilweise als Kupplungen ausgebildet sind. Die Getriebeschaltmittel sind hydraulisch betätigt. Die Getriebeschaltvorrichtung 24, die als eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung ausgebildet ist, ist zur Betätigung der Getriebeschaltmittel des Kraftfahrzeuggetriebes 23 vorgesehen.
Die Getriebeschaltvorrichtung 24 ist als eine Hydraulikschaltvorrichtung ausgebildet. Zur Schaltung der Getriebeschaltmittel in einem Normalbetriebsmodus weist die Getriebeschaltvorrichtung 24 eine schematisch dargestellte Hauptschalteinheit 25 auf, mittels der die Getriebeschaltmittel des Kraftfahrzeuggetriebes 23 in Abhängigkeit von einem zu schaltenden Getriebegang mit einer Betriebsmitteldruckquelle 26 verbunden werden. Zur Steuerung der Hauptschalteinheit 25 weist die Getriebeschaltvorrichtung 24 eine Steuer- und Regeleinheit 21 auf, die in Abhängigkeit von einem in der Steuer- und Regeleinheit 21 hinterlegten Schaltschema Ventile der Hauptschalteinheit 25 zur Schaltung der Getriebeschaltmittel betätigt.
Die nicht näher dargestellten Ventile der Hauptschalteinheit 25 sind jeweils zwischen der Betriebsmitteldruckquelle 26 und den Getriebeschaltmitteln angeordnet. Die Ventile sind teilweise als Normally-Open-Ventile ausgeführt. Diese Ventile weisen eine Ventilgrundstellung auf, in der sie vollständig geöffnet sind. Mittels der Steuer- und Regeleinheit 21 können diese Ventile teilweise bzw. vollständig geschlossen werden.
Das der nachfolgenden Beschreibung beispielhaft zugrunde gelegte Kraftfahrzeuggetriebe 23 weist drei als Kupplungen ausgebildete Getriebeschaltelemente und vier als Bremsen ausgebildete Getriebeelemente auf. Zur Schaltung eines zweiten Getriebegangs des Kraftfahrzeugsgetriebes 23 werden drei der Getriebeschaltmittel betätigt. Ein sechster Getriebegang wird geschaltet, indem eines der im zweiten Getriebegang betätigten Getriebeschaltmittel geöffnet und dafür ein viertes Getriebeschaltmittel betätigt wird. Die Ventile, die dem ersten und dem zweiten zu betätigenden Getriebeschaltmittel zugeordnet sind, sind als Normally-Open-Ventile ausgeführt. Diese beiden Getriebeschaltmittel sind in dem zweiten Getriebegang und dem sechsten Getriebegang geschaltet.
Der zweite Getriebegang und der sechste Getriebegang des Kraftfahrzeuggetriebes 23 sind für einen Notlaufbetriebsmodus vorgesehen. Ein Übersetzungsverhältnis des zweiten Getriebegangs ist ausreichend groß, um ein Anfahren in dem zweiten Getriebegang zu ermöglichen. Der Notlaufbetriebsmodus ist insbesondere für einen Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 21 vorgesehen. Bei einem derartigen Ausfall schalten die Ventile der Hauptschalteinheit 25 in ihre Grundstellungen, wodurch zumindest die zwei Getriebeschaltmittel des zweiten Getriebegangs, deren Ventile als Normally-Open-Ventile ausgeführt sind, betätigt sind.
Zur Bereitstellung des Notlaufbetriebsmodus weist die Getriebeschaltvorrichtung 24 eine Notlaufschalteinheit 10 auf. Die Notlaufschalteinheit 10 ist dazu vorgesehen, in dem Notlaufbetriebsmodus einen der für den Notlaufbetriebsmodus vorgesehenen Getriebegänge vollständig zu schalten. Die Notlaufschalteinheit 10 ist als eine hydraulische Schalteinheit ausgebildet. Mittels der Notlaufschalteinheit 10 wird in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der für den Notlaufbetriebsmodus vorgesehen Getriebegang geschaltet, indem die Notlaufschalteinheit 10 das für den Getriebegang vorgesehene Schaltschema einstellt. Bei dem zugrunde gelegten Kraftfahrzeuggetriebe 23 schaltet die Notlaufschalteinheit 10 in einem passiven Betriebszustand in dem Notlaufbetriebsmodus das verbleibende dritte Getriebeschaltmittel, wodurch der für den Notlaufbetriebsmodus vorgesehene zweite Getriebegang gebildet ist. In einem aktiven Betriebszustand schaltet die Notlaufschalteinheit 10 mittels einer Grundstellung der Hauptschalteinheit 25 den sechsten Getriebegang.
Die Notlaufschalteinheit 10 ist als eine mechanisch schaltende Schalteinheit ausgebildet. Sie weist zwei mechanisch unterscheidbare Schaltstellungen auf. Eine erste Schaltstellung der Notlaufschalteinheit 10 ist als eine Notlaufschaltstellung ausgebildet und dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnet. Eine zweite Schaltstellung ist als eine Normalbetriebsschaltstellung ausgebildet und dem Normalbetriebsmodus zugeordnet. Die Notlaufschaltstellung ist als eine Grundschaltstellung der Notlaufschalteinheit 10 ausgebildet. Sie wird eingestellt, wenn eine Initialisierung der Notlaufschalteinheit 10 zur Aktivierung des Normalbetriebsmodus aufgrund eines Fehlers, beispielsweise der Steuer- und Regeleinheit 21, fehlschlägt.
Zur Schaltung des Notlaufbetriebsmodus weist die Schaltvorrichtung 24 ein Passivschaltmodul 11 auf. In dem passiven Betriebszustand, in dem die Getriebeschaltvorrichtung 24 deaktiviert ist, schaltet das Passivschaltmodul 11 die Notlaufschalteinheit 10 selbstständig in die Notlaufschaltstellung. In dem passiven Betriebszustand sind insbesondere sämtliche Aktuatoren der Getriebeschaltvorrichtung 24, wie beispielsweise die Betriebsmitteldruckquelle 26, deaktiviert. Zur Schaltung in dem passiven Betriebszustand ist das Passivschaltmodul 11 dazu vorgesehen, eine Schaltenergie zwischenzuspeichern und diese zum Schalten der Notlaufschalteinheit 10 in die Notlaufschaltstellung zu nutzen.
Die Notlaufschalteinheit 10 weist einen Hydraulikschieber 12 auf. Der Hydraulikschieber 12 weist genau zwei Schieberschaltstellungen auf. Die erste Schieberschaltstellung entspricht der Notlaufschaltstellung. Die zweite Schieberschaltstellung entspricht der Normalbetriebsschaltstellung. Die erste Schieberschaltstellung ist als eine Schiebergrundstellung ausgebildet. Zur Schaltung der beiden Schieberschaltstellungen weist der Hydraulikschieber 12 einen Schaltkolben 27 auf, der entlang einer Haupterstreckungsrichtung axial verschiebbar ist. In Abhängigkeit von einer mechanischen Schaltstellung des Schaltkolbens 27 ist die Notlaufschalteinheit 10 in die Notlaufschaltstellung oder die Normalbetriebsschaltstellung geschaltet.
Das Passivmodul 11 weist ein mechanisches Schaltmittel 13 auf, mittels dem der Hydraulikschieber 12 in einem drucklosen Zustand in die Schiebergrundstellung und damit in die Notlaufschaltstellung schaltet. Das mechanische Schaltmittel 13 ist mittels eines Federmittels 28 ausgebildet, das wirkungsmäßig zwischen dem Schaltkolben 27 und einem Schiebergehäuse 29 angeordnet ist. Bei einem Schaltvorgang von dem Notlaufbetriebsmodus in den Normalbetriebsmodus wird das Federmittel 28 gespannt, wodurch das Passivschaltmodul 11 die zur Schaltung des Notlaufbetriebsmodus notwendige Schaltenergie aufweist.
Zur Schaltung der Normalbetriebsschaltstellung weist die Schaltvorrichtung 24 ein Aktivschaltmodul 14 auf. Das Aktivschaltmodul 14 weist ein hydraulisches Schaltmittel 15 auf, mittels dem der Schaltkolben 27 des Hydraulikschiebers 12 in die zweite Schieberschaltstellung, die der Normalbetriebsschaltstellung entspricht, geschaltet wird. Das hydraulische Schaltmittel 15 ist mittels eines Druckraums 30 ausgebildet, der wirkungsmäßig zwischen dem Schaltkolben 27 und dem Schiebergehäuse 29 angeordnet ist. Zur Schaltung der zweiten Schieberschaltstellung wird der Druckraum 30 mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt, wodurch der Schaltkolben 27 axial verschoben wird.
Das hydraulische Schaltmittel 15 des Aktivschaltmoduls 14 und das mechanische Schaltmittel 13 des Passivschaltmoduls 11 sind komplementär ausgestaltet. Die Schaltmittel 13, 15 sind sich gegenüberliegend an Stirnseiten des Schaltkolbens 27 angeordnet. Wird der Schaltkolben 27 mittels des hydraulischen Schaltmittels 15 verschoben, indem der Druckraum 30 mit dem Betriebsmitteldruck beaufschlagt wird, wird das Federmittel 28 des mechanischen Schaltmittels 13 komprimiert und somit gespannt. Wird der Schaltkolben 27 mittels des mechanischen Schaltmittels 13 verschoben, indem die in dem Federmittel 28 gespeicherte Schaltenergie freigesetzt wird, wird ein Betriebsmittel aus dem Druckraum 30 des hydraulischen Schaltmittels 15 herausgedrückt.
Um die Notlaufschalteinheit im Normalbetriebsmodus unabhängig von dem Aktivschaltmodul 14 in der Normalbetriebsschaltstellung zu halten, weist die Notlaufschalteinheit 10 ein Haltemodul 16 auf. Das Haltemodul 16 umfasst ein hydraulisches Haltemittel 17, das mittels eines Druckraums 31 ausgebildet ist. Der Druckraum 31 ist wirkungsmäßig zwischen dem Schaltkolben 27 und dem Schiebergehäuse 29 angeordnet. In dem Normalbetriebsmodus ist der Druckraum 31 mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt, wodurch die Notlaufschalteinheit in der Normalbetriebsschaltstellung geschaltet bleibt.
Der Hydraulikschieber 12 ist in unterschiedliche Funktionsbereiche unterteilbar. In einem ersten Stirnseitenbereich 32 ist das Passivschaltmodul 11 zur Schaltung des Notlaufbetriebsmodus angeordnet. Zur Ableitung von Leckagen weist der erste Stirnseitenbereich 32 einen Betriebsmittelreservoirabgang 33 auf. Ein an den Stirnseitenbereich 32 anschließender Ventilbereich 34 weist Betriebsmitteldruckanschlüsse 35, 36 und Betriebsmittelabgänge 37, 38 für die Getriebeschaltmittel des Kraftfahrzeuggetriebes 23 auf. In einem an den Ventilbereich 34 anschließend Haltemodulbereich 39 ist das Haltemodul 16 angeordnet. Der Haltemodulbereich 39 umfasst für das Haltemodul einen Betriebsmitteldruckanschluss 40 und einen Betriebsmittelreservoirabgang 41. In einem an den Haltemodulbereich 39 anschließenden zweiten Stirnbereich 42 ist das Aktivschaltmodul 14 zur Schaltung des Normalbetriebsmodus angeordnet. In dem zweiten Stirnbereich 42 ist ein Betriebsmitteldruckanschluss 43 für das Aktivschaltmodul 14 angeordnet.
Mittels des Ventilbereichs 34 bildet der Hydraulikschieber 12 der Notlaufschalteinheit 10 ein 4/2-Wegeventil aus. Zur Ausbildung des Wegeventils weist der Schaltkolben 27 zwei für den Ventilbereich vorgesehene Steuerkonturen 44, 45 auf. Das Wegeventil weist ein Ventilschema auf, bei dem in der ersten Schieberschaltstellung der Betriebsmittelabgang 37 mittels der Steuerkontur 44 deaktiviert ist (vgl. 2). Durch die beiden Steuerkonturen 44, 45 ist in der ersten Schieberschaltstellung der Betriebsmitteldruckanschluss 35 mit dem Betriebsmittelabgang 38 verbunden. Der Betriebesmitteldruckanschluss 36 ist in der ersten Schieberschaltstellung deaktiviert. In der zweiten Schieberschaltstellung ist Betriebesmitteldruckanschluss 35 mit dem Betriebsmittelabgang 37 und der Betriebesmitteldruckanschluss 36 mit dem Betriebsmittelabgang 38 verbunden (vgl. 3).
Zwei weitere Steuerkonturen 46, 47 des Schaltkolbens 27 sind für den Haltemodulbereich 39 vorgesehen. Die Steuerkontur 46, die den Druckraum 31 des Haltemittels 17 begrenzt, ist zur Bereitstellung einer Haltekraft vorgesehen. Mittels der Steuerkontur 46 sind der Ventilbereich 34 und der Haltemodulbereich 39 voneinander getrennt. Zur Ausbildung des Druckraums 31 weist das Schiebergehäuse 29 im Haltemodulbereich 39 eine gestufte Kontur auf. In einem ersten Teilbereich 48 weist das Schiebergehäuse 29 einen auf die Steuerkontur 45 angepassten Durchmesser auf. In einem zweiten Teilbereich 49 weist das Schiebergehäuse einen im Vergleich zum ersten Teilbereich 48 verringerten Durchmesser auf, wodurch mittels eines Betriebsmitteldrucks die axial wirkende Haltekraft bereitgestellt werden kann.
Ein Durchmesser der Steuerkontur 47 ist auf den Durchmesser des zweiten Teilbereichs 49 angepasst. In der zweiten Schieberschaltstellung ist die Steuerkontur 47 in den zweiten Teilbereich 49 angeordnet, wodurch der Druckraum 31 lediglich mit dem Betriebsmitteldruckanschluss 40 verbunden ist. Um den Druckraum 31 mit dem Betriebsmittelreservoirabgang 41 verbinden zu können, ist der Durchmesser des zweiten Teilbereichs 49 größer als ein Schaltkolbengrunddurchmesser. In einem Zustand, in dem der Schaltkolben 27 in Richtung der ersten Schaltstellung verschoben ist, verbindet der zweite Teilbereich 49 den Druckraum 31 mit dem Betriebsmittelreservoirabgang 41.
Eine Steuerkante 50 der Steuerkontur 46 und eine Steuerkante 51 der Steuerkontur 47 sind auf die gestufte Kontur des Schiebergehäuses 29 abgestimmt. Ein Abstand zwischen den beiden Steuerkanten 50, 51 entspricht einer Länge der beiden Teilbereiche 48, 49 (vgl. 4). Durch die aufeinander angepassten Steuerkanten 50, 51 ist der Druckraum 31 bei einem Schaltvorgang des Schaltkolbens 27 stets entweder mit dem Betriebsmitteldruckanschluss 40 oder dem Betriebsmittelreservoirabgang 41 verbunden.
Um die Notlaufschalteinheit 10 von der Notlaufschaltstellung in die Normalbetriebsschaltstellung zu schalten, wird der Betriebsmitteldruckanschluss 43 zumindest solange mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt, bis die Steuerkontur 46 den Druckraum 31 des Haltemittels 17 mit dem Betriebsmitteldruckanschluss 40 verbindet. Sind die beiden Betriebsmitteldruckanschlüsse 40, 43 drucklos, schaltet die Notlaufschalteinheit 10 durch das Passivschaltmodul 11 selbstständig zurück in die Notlaufschaltstellung.
In dem Normalbetriebsmodus verbindet die Notlaufschalteinheit 10 die Betriebesmitteldruckanschlüsse 35, 36 lediglich mit den zugeordneten Betriebesmittelabgängen 37, 38. Die den Betriebesmittelabgängen 37, 38 zugeordneten Getriebeschaltmittel werden in dem Normalbetriebsmodus mittels der Hauptschalteinheit 25 der Getriebeschaltvorrichtung 24 gesteuert. Weiter ist in dem Normalbetriebsmodus der Betriebsmitteldruckanschluss 40 für das Haltemodul 16 mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt. Der Schaltkolben 27 verbleibt dadurch in der zweiten Schieberschaltstellung, solange der Betriebsmitteldruckanschluss 40 mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt ist. Auf eine Beaufschlagung des Betriebsmitteldruckanschlusses 43 für das Aktivschaltmodul 14 kann in dem Normalbetriebsmodus verzichtet werden.
In dem Notlaufbetriebsmodus, in dem zumindest der Betriebsmitteldruckanschluss 43 drucklos bleibt, ist zumindest der Betriebsmitteldruckanschluss 35 mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt. Ein in einer Zuleitung 52 des Betriebsmitteldruckanschlusses anordenbares Ventil ist dabei als ein Normally-Open-Ventil auszuführen, um eine Beaufschlagung des Betriebsmitteldruckanschlusses 35 mit dem Betriebsmitteldruck im Notlaufbetriebsmodus zu gewährleisten. Die restlichen Betriebsmitteldruckanschlüsse 36, 40 können, da sie mittels der Schaltkonturen 45, 46 deaktiviert sind, mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt werden.
Zur Anbindung an eine Betriebsmittelversorgung der Getriebevorrichtung ist der Betriebsmittelzugang mit der Betriebsmitteldruckquelle 26 verbunden, die durch eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs betrieben wird. Die Betriebsmitteldruckquelle 26 ist als eine mittels einer Brennkraftmaschine permanent angetriebene Ölpumpe ausgebildet. Ist die Notlaufschalteinheit während einem Betrieb der Antriebsmaschine in die Normalbetriebsstellung geschaltet, bleibt diese geschaltet, bis die Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs abgeschaltet wird.
Bei einem Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 21 in einem aktiven Betriebszustand, in dem zumindest die Betriebsmitteldruckquelle 26 einen Betriebsmitteldruck bereitstellt, bleibt die Notlaufschalteinheit 10 durch das Haltemodul 16 in die Normalbetriebsschaltstellung geschaltet. Die Notlaufschalteinheit 10 verbindet in einem solchen Betriebsmodus den Betriebsmitteldruckanschluss 35 mit dem Betriebsmittelabgang 37, wodurch die Hauptschalteinheit 25 mittels der Notlaufschalteinheit 10 den sechsten Getriebegang schaltet. Um im Notlaufbetriebsmodus den zweiten Getriebegangs zu schalten, wird die Antriebsmaschine und damit die Betriebsmitteldruckquelle 26 deaktiviert, wodurch der passive Betriebszustand geschaltet ist und das Passivschaltmodul 11 die Notlaufschalteinheit 10 in die Notlaufschaltstellung schaltet.
Um nach einem Start der Antriebsmaschine die Notlaufschalteinheit 10 zu initialisieren und gegebenenfalls in die Normalbetriebsstellung zu schalten, weist die Getriebeschaltvorrichtung 24 eine Initialisierungseinheit 18 auf, die die Notlaufschalteinheit 10 in einem als fehlerfrei erkannten aktiven Betriebszustand von dem zunächst vorliegenden Notlaufzustand in den Normalbetriebsmodus schaltet. Die Initialisierungseinheit 18 weist ein Hydraulikmittel 19 auf, das bei einem als fehlerfrei erkannten aktiven Betriebszustand den Betriebsmitteldruck zum Schalten des Aktivschaltmoduls 14 bereitstellt.
Die Initialisierungseinheit 18 ist wirkungsmäßig mit einer Parksperreneinheit 20 des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Das Hydraulikmittel 19 ist mittels eines Parksperrenventils 53 ausgeführt. Bei einem Lösen einer Parksperre führt die Parksperreneinheit 20 einen hydraulisch unterstützen Entriegelvorgang durch, mittels dem ein mechanischer Riegel 54 der Parksperre gelöst wird. Zur Entriegelung stellt die Steuer- und Regeleinheit 21 mittels des Parksperrenventils 53 kurzzeitig einen hydraulischen Betriebsdruck bereit, mittels dem der mechanische Riegel 54 entlastet wird. Mittels einer Steuerleitung 55 ist ein Betriebsmittelabgang des Parksperrenventils 53, der während des Entriegelvorgangs mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt wird, mit dem Betriebsmitteldruckanschluss 43 verbunden. Durch einen Steuerimpuls der Steuer- und Regeleinheit 21, mittels dem die Parksperreneinheit 20 entriegelt wird, wird somit die Notlaufschalteinheit 10 in den Normalbetriebsmodus geschaltet.
Weiter kann die Steuer- und Regeleinheit 21 die Notlaufschalteinheit 10 direkt mittels einer elektronisch ansteuerbaren Betriebsmitteldruckquelle 22 initialisieren. In einem Programmablauf der Steuer- und Regeleinheit 21 aktiviert die Steuer- und Regeleinheit 21 in einem als fehlerfrei erkannten aktiven Betriebszustand die Betriebsmitteldruckquelle 22. Die Betriebsmitteldruckquelle 22 ist als eine elektrisch angetriebene Zusatzölpumpe ausgebildet. Mittels einer Steuerleitung 56 ist sie mit dem Betriebesmitteldruckanschluss 43 verbunden. Eine derartige Anbindung, die grundsätzlich alternativ oder zusätzlich zur Anbindung an die Parksperreneinheit 20 ausgeführt sein kann, ist in 1 gestrichelt dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10230774 A1 [0002]

Claims

Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit einer Notlaufschalteinheit (10) zur hydraulischen und/oder pneumatischen Betätigung von zumindest einem Getriebeschaltmittel, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Normalbetriebsmodus und einen Notlaufbetriebsmodus zu schalten, und mit einem Aktivschaltmodul (14), das dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit (10) in eine dem Normalbetriebsmodus zugeordnete Normalbetriebsschaltstellung zu schalten, gekennzeichnet durch ein Passivschaltmodul (11), das dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit (10) in zumindest einem Betriebszustand selbstständig in eine dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnete Notlaufschaltstellung zu schalten.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufschalteinheit (10) zumindest teilweise als ein Wegeventil ausgebildet ist, das für eine Schaltung der Notlaufschaltstellung und der Normalbetriebsschaltstellung vorgesehen ist.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufschalteinheit (10) einen Hydraulikschieber (12) umfasst, der zumindest eine dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnete erste Schieberschaltstellung und eine dem Normalbetriebsmodus zugeordnete zweite Schieberschaltstellung aufweist.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikschieber (12) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebsmittelabgang (38) in Abhängigkeit von der Schieberschaltstellung wahlweise mit einem von zumindest zwei Betriebsmitteldruckanschlüssen (35, 36) zu verbinden.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Passivschaltmodul (11) ein mechanisches Schaltmittel (13) umfasst, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikschieber (12) zumindest in einem drucklosen Zustand in die erste Schieberschaltstellung zu schalten.
Getriebeschaltvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivschaltmodul (14) zumindest ein hydraulisches Schaltmittel (15) umfasst, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikschieber (12) mittels eines Betriebsmitteldrucks in die zweite Schieberschaltstellung zu schalten.
Getriebeschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufschalteinheit (10) dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Betriebszustand einen von zumindest zwei Getriebegängen zu schalten.
Getriebeschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Haltemodul (16), das zumindest in dem Normalbetriebsmodus dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit (10) in der Normalbetriebsschaltstellung zu halten.
Getriebeschaltvorrichtung zumindest nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemodul (16) zumindest ein hydraulisches Haltemittel (17) umfasst, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikschieber (12) mittels eines Betriebsmittelsdrucks selbstständig in der ersten Schieberschaltstellung zu halten.
Getriebeschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Initialisierungseinheit (18), die dazu vorgesehen ist, die Notlaufschalteinheit (10) von dem Notlaufbetriebsmodus in den Normalbetriebsmodus zu schalten.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungseinheit (18) zum Aktivieren des Normalbetriebsmodus ein Hydraulikmittel (19) aufweist, das dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck bereitzustellen.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungseinheit (18) dazu vorgesehen ist, wirkungsmäßig mit einer Parksperreneinheit (20) gekoppelt zu werden.
Getriebeschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (21), die dazu vorgesehen ist, zum Schalten des Normalbetriebsmodus eine Betriebsmitteldruckquelle (22) zu aktivieren.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugautomatikgetriebevorrichtung, mit einem Kraftfahrzeuggetriebe (23) und einer Getriebeschaltvorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Schaltung des Kraftfahrzeuggetriebes.
Verfahren für Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit einer Notlaufschalteinheit (10), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Normalbetriebsmodus und einen Notlaufbetriebsmodus zu schalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufschalteinheit (10) in zumindest einem passiven Betriebsmodus selbstständig in eine dem Notlaufbetriebsmodus zugeordnete Notlaufschaltstellung schaltet und in zumindest einem aktiven Betriebsmodus in eine dem Normalbetriebsmodus zugeordnete Normalbetriebsschaltstellung geschaltet wird.