DE102013222989A1

DE102013222989A1 - Getriebevorrichtung mit mehreren Übersetzungen, die über hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen verstellbare Schaltstangen ein- und auslegbar sind

Info

Publication number: DE102013222989A1
Application number: DE201310222989
Authority: DE
Inventors: Rainer Novak
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-05-13

Abstract

Es wird eine Getriebevorrichtung (1) mit mehreren Übersetzungen, die über hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) verstellbare Schaltstangen (7 bis 11) ein- und auslegbar sind, beschrieben. Ein Betätigungsdruck (p_B) ist über eine Ventileinrichtung (15) im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) anlegbar. Die Ventileinrichtung (15) umfasst drei vorgesteuerte und miteinander über Leitungen gekoppelte Schaltventile (12 bis 14), die zur Darstellung der Übersetzungen jeweils eine erste oder eine zweite Schaltstellung aufweisen. Der Betätigungsdruck (p_B) ist über zwei vorgesteuerte Druckregelventile (16, 17) frei einstellbar und in Richtung der Ventileinrichtung (15) weiterleitbar. Erfindungsgemäß sind Kolbenräume (2A bis 6B) der Kolben-Zylinder-Einrichtung (2 bis 6) über wenigstens eine weitere Ventileinheit (30) entweder mit der Ventileinrichtung (15) oder mit einem Niederdruckbereich (31) in Wirkverbindung bringbar. Zusätzlich ist die Ventileinrichtung (15) über die Ventileinheit (30) mit den Kolbenräumen (2A bis 6B) oder dem Niederdruckbereich (31) verbindbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit mehreren Übersetzungen, die über hydraulische betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen verstellbare Schaltstangen ein- und auslegbar sind, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Bei einer aus der Praxis bekannten Getriebevorrichtung sind sieben Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt über hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen verstellbare Schalstangen ein- und auslegbar. Zur Darstellung der sieben Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und der einen Übersetzung für Rückwärtsfahrt weist jede Kolben-Zylinder-Einrichtung zwei Druckkammern auf, über die jeweils ein Kolben in zwei verschiedene Stellrichtungen mit Betätigungsdruck beaufschlagbar ist. Jeder Kolben ist mit einer Schaltstange verbunden, womit über jeweils eine Schaltstange zwei verschiedene Übersetzungen in den Kraftfluss zu- oder aus dem Kraftfluss der Getriebevorrichtung abschaltbar sind. Der Druck in den Druckkammern der Kolben-Zylinder-Einrichtungen wird mit über verstellbare, vorgesteuerte Druckregelventile eingestellt. Der im Bereich der Druckregelventile eingestellte Betätigungsdruck wird über eine drei Schaltventile umfassende Ventileinrichtung, die zwischen den Druckregelventilen und den Kolben-Zylinder-Einrichtungen vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines an den Schaltventilen anlegbaren Vorsteuerdruckes in Richtung der jeweils zu betätigenden Schaltstange bzw. der damit zusammenwirkenden Druckkammern weitergeleitet, um die jeweils angeforderte Übersetzung in der Getriebevorrichtung einlegen zu können.
Die Schaltventile sind in an sich bekannter Art und Weise mit Schaltzungen ausgebildet, die in Abhängigkeit der Schaltstellungen der Ventilschieber teilweise miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Ein weiterer Teil der Schaltzungen der Schaltventile steht mit den Druckregelventilen in Verbindung, während wiederum ein weiterer Teil der Schaltzungen mit jeweils wenigstens einer der Druckkammern der Kolben-Zylinder-Einrichtungen gekoppelt ist. Um im Bereich der Schaltzungen aufgrund von Leckage unerwünscht hohe Druckverhältnisse zu vermeiden und beispielsweise ein Ausbeulen im Bereich eines hydraulischen Steuergerätes zu vermeiden oder eine unerwünschte Verstellung einer Schaltstange und somit eines damit zusammenwirkenden Klauenelementes bzw. Synchronisierungselementes zu verhindern, sind die Schaltventile jeweils mit sogenannten Entlüftungsschaltzungen ausgebildet, über die Schaltzungen in definierten Schaltstellungen der Ventilschieber mit dem Niederdruckbereich verbindbar sind und auf konstruktiv einfache Art und Weise ein Druck in gewünschtem Umfang abbaubar ist.
Nachteilhafterweise führen die zur Druckentlastung vorgesehenen Entlüftungsschaltzungen dazu, dass die Schaltventile und deren Ventilschieber in axialer Richtung eine entsprechend große Baulänge aufweisen, um die vorbeschriebenen Schaltfunktionen zur Verfügung stellen zu können und gleichzeitig Fehlansteuerungen und Ausbeulen vermeiden zu können.
Die im Bereich der Schaltventile vorgesehene Druckentlastung über die Entlüftungsschaltzungen ist jedoch auch deshalb problematisch, da das aus den Druckkammern ausgeführte Hydraulikfluid über die Ventileinrichtung in Richtung des Niederdruckbereiches zu führen ist und Verunreinigungen im Hydraulikfluid in die Schaltventile gespült werden, die eine Funktionsweise der Schaltventile in nicht unerheblichem Umfang beeinträchtigen können.
Soll über das vorbeschriebene hydraulische Steuerkonzept eine Getriebevorrichtung betrieben werden, in dem mehr als acht Übersetzungsstufen in den Kraftfluss zu- und abschaltbar sind, ist dies nur über eine Verlängerung der drei Schaltventile der Ventileinrichtung in axialer Richtung realisierbar, da hierfür weitere Schaltzungen zum Führen des im Bereich der Druckregelventile stufenlos einstellbaren Betätigungsdruckes in Richtung der jeweils mit Betätigungsdruck zu beaufschlagenden Druckkammer einer Kolben-Zylinder-Einrichtung realisierbar ist. Die axiale Länge derartiger Schaltventile ist jedoch aus fertigungstechnischen Gründen nicht beliebig vergrößerbar, da die den Ventilschieber aufnehmenden axialen Bohrungen in einem hydraulischen Steuergerät mit zunehmender Bohrungslänge nur mit unverhältnismäßig hohem Fertigungsaufwand mit der gewünschten bzw. der für die Funktion erforderlichen Fertigungsgüte herstellbar sind. Sind die die Ventilschieber aufnehmenden Bohrungen der Schaltventile nicht mit der erforderlichen Fertigungsgüte hergestellt, sind die Ventilschieber während eines Verstellvorganges innerhalb der Bohrungen großen Reibkräften ausgesetzt, die unter Umständen ein Klemmen der Ventilschieber verursachen oder eine unerwünscht große Hysterese erzeugen, die wiederum eine Betätigung der Schaltventile erschwert.
Alternativ zur Erhöhung der axialen Länge der drei Schaltventile besteht auch die Möglichkeit, die hydraulische Steuerung mit einem vierten Schaltventil auszuführen ist, um mit dem bekannten Hydraulikkonzept mehr als acht Übersetzungen ohne die durch eine zu große axiale Länge der Schaltventile entstehenden Nachteile ein- und auslegen zu können. Ein viertes Schaltventil führt jedoch zu einer unerwünschten Erhöhung des Bauraumbedarfes im Bereich des hydraulischen Steuergerätes.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels der mehrere Übersetzungen bauraum- und kostengünstig in einen Kraftfluss zu- oder aus diesem abschaltbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mit mehreren Übersetzungen, die über hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen verstellbare Schaltstangen ein- und auslegbar sind, ist ein Betätigungsdruck über eine Ventileinrichtung im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtungen anlegbar. Die Ventileinrichtung umfasst drei vorgesteuerte und miteinander über Leitungen gekoppelte Schaltventile, die zur Darstellung der Übersetzungen jeweils eine erste oder eine zweite Schaltstellung aufweisen. Der Betätigungsdruck ist über zwei vorgesteuerte Druckregelventile frei einstellbar und in Richtung der Ventileinrichtung weiterleitbar.
Erfindungsgemäß sind Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einrichtungen über wenigstens eine weitere Ventileinheit entweder mit der Ventileinrichtung oder mit einem Niederdruckbereich in Wirkverbindung bringbar, womit die Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einrichtungen einerseits in gewünschtem Umfang zum Ein- und Auslegen der Übersetzungen mit Betätigungsdruck beaufschlagbar sind und in dem für die Funktionsweise der Getriebevorrichtung erforderlichen Umfang über die weitere Ventileinheit entlüftbar sind. Dabei ist die Entlüftungsfunktion der Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einrichtungen aus dem Bereich der Schaltventile heraus verlagert und die Schaltventile der Ventileinrichtung sind auch bei einer Übersetzungsanzahl größer als acht mit einer gewünscht kurzen axialen Baulänge ausführbar, die mit geringem Fertigungsaufwand mit der für die Funktionsweise erforderlichen Fertigungsgüte umsetzbar ist. Des Weiteren ist über die erfindungsgemäße Möglichkeit, die Kolbenräume über die Ventileinheit mit dem Niederdruckbereich zu verbinden, auf konstruktiv einfache Art und Weise gewährleistet, dass Verschmutzungen im Hydraulikfluid aus den Kolbenräumen direkt in Richtung des Niederdruckbereiches ausspülbar sind, was bei aus der Praxis bekannten Getriebevorrichtungen nicht der Fall ist. Bei den bekannten Lösungen wird das aus den Kolbenräumen ausgeführte Hydraulikfluid über die Schaltventile in Richtung des Niederdruckbereiches geleitet, weshalb Verschmutzungen des Hydraulikfluides zu einer Beeinträchtigung der Funktion der Schaltventile führen können.
Des Weiteren ist die Ventileinrichtung bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung über die Ventileinheit mit den Kolbenräumen oder dem Niederdruckbereich verbindbar, womit einerseits wiederum die gewünschte Druckbeaufschlagung der Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einrichtungen zum Ein- und Auslegen der Übersetzungen der Getriebevorrichtung gewährleistet ist und andererseits Schaltzungen der Ventileinrichtung in gewünschtem Umfang über die Ventileinheit entlüftbar sind, um irreversible Schädigungen eines hydraulischen Steuergerätes, beispielsweise durch Ausbeulen, und darüber hinaus Fehlansteuerungen der Kolben-Zylinder-Einrichtungen aufgrund von Leckage im Bereich der Schaltventile sicher vermeiden zu können.
Der Bauraumbedarf im Bereich eines hydraulischen Getriebesteuergerätes ist bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung auf einfache Art und Weise dadurch gering, dass die Ventileinheit im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtungen angeordnet werden kann und daher außerhalb des hydraulischen Getriebesteuergerätes positionierbar.
Ist jedes der Schaltventile der Ventileinrichtung über ein Vorsteuerventil, vorzugsweise ein Magnetventil, mit einem in Richtung der zweiten Schaltstellung wirkenden Vorsteuerdruck im Bereich einer Steuerfläche eines Ventilschieber beaufschlagbar, sind in Verbindung mit den Druckregelventilen maximal acht Kolben-Zylinder-Einrichtungen in gewünschtem Umfang betätigbar und 16 Übersetzungen auf konstruktiv einfache und bauraumgünstige Art und Weise sowie mit geringem Betätigungsaufwand in den Kraftfluss der Getriebevorrichtung zu- oder aus diesem abschaltbar.
Sind die Schaltventile jeweils mit einem in Richtung der ersten Schaltstellung wirkenden Drucksignal im Bereich einer weiteren Steuerfläche des Ventilschiebers beaufschlagbar, ist eine bauraumgünstige Betätigung der Schaltventile realisierbar und gleichzeitig eine unerwünschte Betätigung der Schaltventile bei einem Druckabfall eines den Vorsteuerdruckkreis und den Druckkreis, von dem ausgehend das Drucksignal in Richtung der Schaltventile führbar ist, versorgenden Versorgungsdruckkreis im Gegensatz zu federkraftbeaufschlagten Ventilschiebern der Schaltventile auf einfache Art und Weise vermieden, da der Druckabfall dann eben zu einer Reduzierung des Vorsteuerdruckes und auch des Drucksignales führt und die jeweils am Ventilschieber anliegende Stellkraft in Richtung der ersten Endstellung und in Richtung der zweiten Endstellung gleichzeitig abfällt.
Entspricht das im Bereich der Schaltventile anliegende Drucksignal dem jeweils an den Schaltventilen anlegbaren Vorsteuerdruck, wobei die Steuerflächen der Ventilschieber, in deren Bereich jeweils der Vorsteuerdruck anlegbar ist, größer sind als die weiteren Steuerflächen der Ventilschieber, ist eine Fehlansteuerung der Schaltventile selbst bei einem Druckabfall im Bereich eines den Vorsteuerdruck und das Drucksignal versorgenden Druckbereiches sicher vermieden.
Sind alle Kolben-Zylinder-Einrichtungen in der ersten Schaltstellung der Schaltventile im Bereich der Ventileinrichtung von den Druckregelventilen getrennt, ist im Fehlerfall im Bereich der Druckregelventile gewährleistet, dass keine der Schaltstangen bewegt und ein fehlerhaftes Zu- oder Abschalten einer Übersetzung in der Getriebevorrichtung erfolgt.
Bei einer konstruktiv einfachen und mit geringem Betätigungsaufwand betreibbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung sind Ventilschieber der Druckregelventile mit einer in Richtung einer ersten Endstellung wirkenden Federkraft einer Federeinrichtung beaufschlagt und jeweils ein im Bereich von Druckstellern einstellbarer und in Richtung einer zweiten Endstellung der Ventilschieber wirkender Vorsteuerdruck ist an Steuerflächen der Ventilschieber anlegbar.
Ist eine mit einem Schaltventil der Ventileinrichtung verbundene Steuerzunge eines Druckregelventils in der ersten Endstellung des Ventilschiebers mit einem Niederdruckbereich in Verbindung bringbar, ist sowohl das Druckregelventil als auch das damit wirkverbundene Schaltventil in der ersten Endstellung des Ventilschiebers des Druckregelventils entlastbar und unerwünschte Betriebszustände sind mit geringem Aufwand vermeidbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung sind die mit den Schaltventilen in Verbindung stehenden Schaltzungen der Druckregelventile in den Regelbereichen der Ventilschieber zwischen den Endstellungen mit einem Hochdruckbereich und mit dem Niederdruckbereich in Wirkverbindung bringbar.
Sind die Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einrichtungen über ein stromab der Ventileinheiten angeordnetes erstes Druckbegrenzungsventil und die Druckregelventile über ein zweites Druckbegrenzungsventil jeweils mit dem zugeordneten Niederdruckbereich verbindbar, wobei ein über das erste Druckbegrenzungsventil definiertes Druckniveau höher ist als ein über das zweite Druckbegrenzungsventil definiertes Druckniveau, ist das im Bereich der Druckregelventile, der Ventileinrichtung und der Kolben-Zylinder-Einrichtung vorliegende Druckniveau ausreichend groß einstellbar, um ein unerwünschtes Leerlaufen der die Schaltventile, die Druckregelventile, die Ventileinheit und die Kolben-Zylinder-Einrichtungen miteinander verbindenden Leitungen auf einfache Art und Weise zu vermeiden. Des Weiteren ist über das im Bereich des ersten Druckbegrenzungsventils höher eingestellte Druckniveau gewährleistet, dass Kolbenräume der Kolben-Zylinder-Einrichtungen in nicht betätigtem Betriebszustand bei entsprechend konstruktiv ausgeführter Ventileinheit mit dem ersten Druckbegrenzungsventil verbunden sind und Luftansammlungen im Bereich der Kolbenräume auf einfache Art und Weise vermeidbar sind.
Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung weist die Ventileinheit Kugel-Wechsel-Ventile auf.
Stehen zwei Schaltzungen eines Schaltventils, welches über die beiden Schaltventile mit den Druckregelventilen in Wirkverbindung bringbar ist, in den ersten Schaltstellungen der Schaltventile jeweils mit einem der Druckregelventile in Verbindung und sind diese miteinander verbunden, wobei die Verbindung zwischen den Schaltzungen mit einem Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist, über das die Schaltzungen oberhalb eines definierten Druckniveaus mit einem Niederdruckbereich gekoppelt sind, ist der im Bereich der Druckregelventile eingestellte Druck in diesem Bereich in Richtung des Niederdruckbereiches entlüftbar. Des Weiteren sind die die Schaltventile miteinander verbindenden Leitungen in den ersten Schaltstellungen der Schaltventile aktiv spülbar, womit eine Steigerung der Robustheit der hydraulischen Anordnung gegenüber einem potentiellen Schmutzeintrag mit geringem Aufwand erzielbar ist.
Ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung mit fünf doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einrichtungen ausgeführt und ist jeder Kolben mit einer Schaltstange verbunden, über die jeweils zwei Übersetzungen ein- und auslegbar sind, und ist jedem der Schaltventile ein separates Vorsteuerventil zugeordnet, so dass acht Ansteuermöglichkeiten vorliegen, besteht die Möglichkeit, dass redundante Schaltstellungen bezüglich der Schaltventile vorliegen. Dies bietet die Möglichkeit, über das Vorsteuerventil eines der Schaltventile, vorzugsweise ein Parksperrenventil, mit Vorsteuerdruck zu beaufschlagen und somit Bauraum einzusparen und die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung mit geringen Kosten aufgrund einer Mehrfachverwendung des Vorsteuerventiles eines der Schaltventile herzustellen.
Sind die Kolben-Zylinder-Einrichtungen mit einer mechanischen Rastierung für die Kolben ausgebildet, über die die Kolben jeweils in einer Neutralstellung haltbar sind, in der weder die eine noch die andere über die jeweils damit verbundene Schaltstange zuschaltbare Übersetzung eingelegt ist, ist auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass die Kolben jeweils aus einer definierten Position heraus zum Einlegen einer Übersetzung betätigt werden, da diese nicht durch Vibrationen oder auch nicht durch anliegende niedrige Betätigungsdrücke aus der Neutrallage heraus geführt werden.
Ist die Haltekraft der Rastierung jeweils größer als eine am zugeordneten Kolben angreifende Stellkraft, die der über das erste Druckbegrenzungsventil definierten und an den Kolben jeweils anliegenden Druckkraft entspricht, ist eine unerwünschte Betätigung der Kolben aus der Neutrallage heraus auch dann auf konstruktiv einfache Art und Weise vermieden, wenn die Kolbenflächen eines Kolbens ungleich sind.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
1 eine Teildarstellung des Hydraulikschemas einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung; und
2 eine Logiktabelle zur Ansteuerung von Schaltstangen der Getriebevorrichtung gemäß 1.
1 zeigt einen Teil eines Hydraulikschemas einer Getriebevorrichtung 1, in der neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt einlegbar sind. Die Übersetzungen sind über fünf hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 verstellbare Schaltstangen ein- und auslegbar. Ein Betätigungsdruck p_B ist über eine vorliegend drei vorgesteuerte und miteinander über Leitungen gekoppelte Schaltventile 12, 13 und 14 umfassende Ventileinrichtung 15 im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 bzw. im Bereich von Kolbenräumen 2A, 2B bzw. 3A, 3B bzw. 4A, 4B bzw. 5A, 5B bzw. 6A, 6B anlegbar. Die Schaltventile 12 bis 14 weisen zur Darstellung der Übersetzungen jeweils eine erste oder eine zweite Schaltstellung auf. Der Betätigungsdruck p_B ist über zwei vorgesteuerte Druckregelventile 16, 17 frei einstellbar und in Richtung der Ventileinrichtung 15 weiterleitbar.
Die Schaltventile 12 bis 14 sind vorliegend jeweils über ein als Magnetventil ausgeführtes Vorsteuerventil 18, 19, 20 mit Vorsteuerdruck p_VS12, p_VS13 bzw. p_VS14 im Bereich einer ersten Steuerfläche 12A, 13A bzw. 14A eines Ventilschiebers 12B, 13B bzw. 14B in Richtung einer zweiten Schaltstellung beaufschlagbar. Des Weiteren sind die Schaltventile 12 bis 14 jeweils mit einem in Richtung der ersten Schaltstellung wirkenden Drucksignal p_red jeweils im Bereich weiterer Steuerflächen 12C, 13C, 14C beaufschlagbar. Das Drucksignal p_red liegt neben den Vorsteuerventilen 18 bis 20 auch an elektrisch betätigbaren Druckstellern 21 an, über die jeweils ein Vorsteuerdruck p_VS16 für das erste Druckregelventil 16 bzw. ein Vorsteuerdruck p_VS17 des zweiten Druckregelventiles 17 stufenlos zwischen null und dem Maximalwert verstellbar und jeweils an einer Steuerfläche 16A bzw. 17A eines Ventilschiebers 16B bzw. 17B des Druckregelventiles 16 bzw. des Druckregelventiles 17 entgegen einer Federkraft einer Federeinrichtung 16C bzw. 17C anlegbar ist. Dabei entspricht der Maximalwert des Vorsteuerdruckes p_VS16 bzw. p_VS17 dem jeweils anliegenden Druckwert des Drucksignales p_red.
Die Vorsteuerdrücke p_VS12, p_VS13 und p_VS14 der Schaltventile 12 bis 14 sind in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Schaltstellung der Vorsteuerventile 18 bis 20 entweder gleich null oder entsprechen ebenfalls dem Druckwert des Drucksignales p_red. Da die Flächen 12A, 13A und 14A der Schaltventile 12 bis 14 bzw. deren Ventilschieber 12B bis 14B größer als die Steuerflächen 12C bis 14C sind, werden die Ventilschieber 12B bis 14B bei Druckwerten p_VS12 bis p_VS14 größer null bzw. gleich dem Drucksignal p_red entgegen dem Drucksignal p_red in ihre zweite Schaltstellung verstellt, während das Drucksignal p_red die Ventilschieber 12B bis 14B bei Vorsteuerdruckwerten p_VS12 bis p_VS14 gleich null in ihre erste Schaltstellung verschiebt. Die Ventilschieber 12B und 13B der Schaltventile 12 und 13 sind in 1 in ihrer ersten Schaltstellung gezeigt, während der Ventilschieber 14B des Schaltventiles 14 in seiner zweiten Schaltstellung angeordnet ist.
Die Steuerflächen 12A bis 14A der Ventilschieber 12B bis 14B der Schaltventile 12 bis 14 sind jeweils doppelt so groß wie die Schaltflächen 12C bis 14C. Aus diesem Grund sind die Schaltventile 12 bis 14 auch bei Druckwerten des Drucksignals p_red kleiner als ein minimaler Druckwert aus ihrer ersten Schaltstellung in ihre zweite Schaltstellung überführbar. Minimale Druckwerte sind typischerweise 3,5 bis 5 bar. Dabei wird vorausgesetzt, dass das für das Umschieben der Schaltventile 12 bis 14 aus ihrer ersten Schaltstellung in ihre zweite Schaltstellung erforderliche Druckniveau groß genug ist, um Hysterese- und Haftreibungskräfte im Bereich der Ventilschieber 12B bis 14B zu überwinden. Die im Bereich der Vorsteuerventile 18 bis 20 einstellbaren Vorsteuerdruckwerte p_VS12 bis p_VS14 liegen üblicherweise bei 0 oder 5 bar bzw. bei 0 bar oder dem Druckniveau des Drucksignals p_red. Vorliegend beträgt die Schaltschwelle der Schaltventile 12 bis 14 etwa 2,5 bar. Unterhalb dieses Druckwertes sind die Schaltventile 12 bis 14 nicht betätigbar.
Die Ventilschieber 16B und 17B sind über Federeinrichtungen 16C und 17C jeweils in ihrer ersten Endstellung gehalten, weshalb Systemdruck p_sys führende Leitungen 23 und 24 von den Ventilschiebern 16B und 17B gegenüber den Betätigungsdruck p_B in Richtung des Schaltventiles 12 bzw. des Schaltventiles 13 weiterleitenden Leitungen 25 und 26 getrennt sind. In den ersten Endstellungen der Ventilschiebers 16B und 17B sind die Leitungen 25 und 26 mit Leitungen 27 und 28 verbunden, die zu einem Druckbegrenzungsventil 29 führen. Das Druckbegrenzungsventil 29 ist vorliegend als Plattenventil ausgeführt und verbindet die Leitungen 27 und 28 oberhalb eines Druckes in den Leitungen 27 und 28 von 0,2 bar mit einem Niederdruckbereich 31. Dieser Druckwert stellt vorliegend einen Vorbefülldruck des Hydrauliksystems der Getriebevorrichtung 1 dar, um ein Leerlaufen des Hydrauliksystems zu vermeiden.
Die Druckkammern darstellenden Kolbenräume 2A bis 6B der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 sind vorliegend über eine mehrere Kugel-Wechsel-Ventile 2C, 2D, 3C, 3D, 4C, 4D, 5C, 5D, 6C und 6D umfassende Ventileinheit 30 jeweils mit einem der Schaltventile 12, 13 oder 14 der Ventileinrichtung 15 oder mit dem Niederdruckbereich 31 in Wirkverbindung bringbar, wobei der Niederdruckbereich 31 stromab eines weiteren Druckbegrenzungsventiles 32 vorgesehen ist. Über das weitere Druckbegrenzungsventil 32 ist vorliegend im Bereich zwischen den Kolbenräumen 2A bis 6B und den Kugel-Wechsel-Ventilen 2C bis 6D ein Druckniveau gleich 0,3 bar einstellbar, das größer als das über das Druckbegrenzungsventil 29 einstellbare Druckniveau ist. Dies hat zur Folge, dass die Kugel-Wechsel-Ventile 2C bis 6D jeweils die in 1 dargestellte Schaltposition einnehmen, in der die Kolbenräume 2A bis 6B über die Kugel-Wechsel-Ventile 2C bis 6D mit dem weiteren Druckbegrenzungsventil 32 in Wirkverbindung stehen, wenn seitens der Ventileinrichtung 15 lediglich der über das Druckbegrenzungsventil 29 eingestellte Vorbefülldruck an den Kugel-Wechsel-Ventilen 2C bis 6D anliegt.
In nicht bestromten Betriebszustand der Vorsteuerventile 18 bis 20 sind die Schaltventile 12 bis 14 vom Drucksignal p_red jeweils in ihre erste Schaltstellung verstellt. In diesem Betriebszustand der Ventileinrichtung 15 wird weder ein vom Druckregelventil 16 eingestellter Betätigungsdruck p_B noch ein vom Druckregelventil 17 eingestellter Betätigungsdruck p_B von der Ventileinrichtung 15 in Richtung der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 weitergeleitet. In dieser sogenannten unbestromten Stellung, in der keines der Vorsteuerventile 18 bis 20 elektrisch angesteuert ist, ist keine der Schaltstangen 7 bis 11 ausgewählt. Damit wird während eines Fehlerfalles, beispielsweise das Druckregelventil 16 und/oder das Druckregelventil 17 klemmen auf Systemdruck p_sys, auch keine der Schaltstangen 7 bis 11 bewegt. Generell ist der gleichzeitig unbestromte Betriebszustand der Vorsteuerventile 18 bis 20 dann vorgesehen, wenn die Getriebevorrichtung 1 bzw. ein damit ausgeführter Fahrzeugantriebsstrang sich in einem sogenannten Segelbetrieb oder in einem Parkbetriebszustand befindet. Während letztgenanntem Parkbetriebszustand ist eine Parksperre eingelegt, über die ein Abtrieb über ein nicht näher dargestelltes Parksperrenrad mechanisch drehfest gehalten ist.
Neben dem sogenannten Parkbetriebszustand „P“ sind der in 2 dargestellten Logiktabelle weitere Betriebszustände der Getriebevorrichtung 1 und die jeweils damit korrespondierenden Betriebszustände der Vorsteuerventile 18 bis 20 und der Drucksteller 21, 22 entnehmbar. In der ersten Spalte der Logiktabelle sind die verschiedenen Betriebszustände der Getriebevorrichtung 1, d. h. der Parkbetriebszustand „P“, ein Neutralbetriebszustand "N", während dem in der Getriebevorrichtung 1 keine der Übersetzungen "1" bis "9" für Vorwärtsfahrt bzw. nicht die Übersetzung "R" für Rückwärtsfahrt eingelegt ist, und weitere Betriebszustände, während welchen jeweils eine der Übersetzungen "1" bis "9" für Vorwärtsfahrt oder die Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt in der Getriebevorrichtung 1 eingelegt ist, aufgeführt.
In der zweiten bis vierten Spalte der Logiktabelle bezeichnet die Zahl 0 jeweils einen unbestromten Zustand des Vorsteuerventiles 18, 19 oder 20, während die Zahl 1 einen bestromten Zustand des Vorsteuerventiles 18, 19 oder 20 repräsentiert. In Spalte 5 der Logiktabelle gemäß 2 ist ein Betriebszustand eines Vorsteuerventiles RS wiedergegeben, das ebenfalls als Magnetventil ausgeführt ist und in bestromten Betriebszustand einen Kühlölvolumenstrom für die Kühlung des Radsatzes der Getriebevorrichtung 1 freigibt. In der sechsten Spalte der Logiktabelle wird jeweils ein Betriebszustand eines weiteren als Magnetventil ausgeführten Vorsteuerventiles PS-Zyl für den jeweils vorliegenden Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 bzw. des damit ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges angegeben, über das eine Parksperrenrastierung in an sich bekannter Art und Weise angesteuert wird. Dabei ist die Parksperrenarretierung bei in der betreffenden Zelle eingetragener Zahl 1 deaktiviert. Die Zahl 0 gibt den aktvierten Betriebszustand der Parksperrenrastierung an. Die Spalten 7 bis 12 betreffen jeweils einen aktuellen Betriebszustand von Druckstellern der Getriebevorrichtung 1, wobei den Spalten 11 und 12 die jeweiligen Betriebszustände der Drucksteller 21 und 22 entnehmbar sind.
Die Spalten 7 und 8 betreffen jeweils den Betriebszustand von einem Doppelkupplungssystem der Getriebevorrichtung 1 zugeordneten elektrisch betätigbaren Druckstellern, während Spalte 9 einen Betriebszustand eines ebenfalls elektrisch betätigbaren Druckstellers angibt, über den der Systemdruck p_sys schaltbar ist. In Spalte 10 wiederum ist der Betriebszustand eines elektrischen Druckstellers wiedergegeben, über den eine vorliegend als Flügelzellenpumpe ausgeführte Hydraulikpumpe der Getriebevorrichtung 1 ansteuerbar ist.
In den weiteren Spalten 13 und 14 der Logiktabelle ist jeweils angegeben, ob eine erste Kupplung K1 oder eine zweite Kupplung K2 des Doppelkupplungssystems der Getriebevorrichtung 1 geschlossen oder geöffnet ist. Dabei ist jeweils die Kupplung K1 bzw. K2 geöffnet, deren jeweils mit einem bestimmten Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 korrespondierende Zelle leer ist, während die Zellen, die jeweils mit einem Punkt befüllt sind, den jeweils geschlossenen Betriebszustand bzw. den betätigten Zustand der Kupplung K1 oder K2 angeben. Die weiteren Spalten der Logiktabelle zeigen jeweils an, welche der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 in einem zum Einlegen einer der Übersetzungen "1" bis "R" entsprechenden Umfang betätigt sind. Ist beispielsweise eine der Zellen der Spalte 15 der Logiktabelle mit einem schwarzen Punkt befüllt, ist die Druckkammer 2A der Kolben-Zylinder-Einrichtung 2 entsprechend mit Betätigungsdruck p_B beaufschlagt oder wurde mit diesem beaufschlagt, so dass ein Kolben 2E der Kolben-Zylinder-Einrichtung 2 in einem den Kolbenraum 2A vergrößernden Umfang gemeinsam mit der Schaltstange 7 verschoben ist. Damit ist in einem über die Kupplung K1 in den Kraftfluss der Getriebevorrichtung 1 zuschaltbaren ersten Teilgetriebe der Getriebevorrichtung 1 die erste Übersetzungsstufe eingelegt.
In der 16. Spalte der Logiktabelle geben die befüllten Zellen an, dass eine fünfte Übersetzung im ersten Teilgetriebe zugeschaltet ist, während in der 17. Spalte der Logiktabelle angegeben ist, ob eine zweite Übersetzung in einem über die zweite Kupplung K2 in den Kraftfluss der Getriebevorrichtung 1 zuschaltbaren zweiten Teilgetriebe zugeschaltet ist oder nicht. Die darauf folgende Spalte 18 der Logiktabelle zeigt einen Schaltbetriebszustand einer sechsten Übersetzungsstufe des zweiten Teilgetriebes an, während die Spalte 19 die zur Darstellung der achten Übersetzung "8" für Vorwärtsfahrt vorgesehene achte Übersetzungsstufe betrifft, die ebenfalls im zweiten Teilgetriebe vorgesehen und entsprechend zu- oder abschaltbar ist. Spalte 20 der Logiktabelle ist entnehmbar, ob eine zur Darstellung der vierten Übersetzung "4" für Vorwärtsfahrt vorgesehene vierte Übersetzungsstufe im zweiten Teilgetriebe zu- oder abgeschaltet ist. Spalte 21 und 22 ist wiederum entnehmbar, ob eine dritte Übersetzung oder eine siebte Übersetzung des ersten Teilgetriebes über die Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 durch entsprechendes Verstellen des Kolbens 4E und der damit verbundenen Schaltstange 9 im ersten Teilgetriebe zu- oder abgeschaltet ist. Die beiden letzten Spalten 23 und 24 der Logiktabelle betreffen die Übersetzung "R" für Rückwärtsfahrt und die neunte Übersetzung "9" für Vorwärtsfahrt, die jeweils im ersten Teilgetriebe zuschaltbar sind.
Ist der Parkbetriebszustand „P“ der Getriebevorrichtung 1 angefordert, sind die Vorsteuerventile 18 bis 20 in vorbeschriebenem Umfang unbestromt und die Schaltventile 12 bis 14 befinden sich in ihrer ersten Schaltstellung. Gleichzeitig ist auch das Vorsteuerventil RS unbetätigt und die Kühlung des Radsatzes der Getriebevorrichtung 1 unterbrochen. Die Parksperrenraste ist durch das aktivierte Vorsteuerventil PS-Zyl deaktiviert, womit die Parksperre eingelegt ist. Die Drucksteller des Doppelkupplungssystems der Getriebevorrichtung 1 sind deaktiviert, weshalb die Kupplungen K1 und K2 geöffnet sind. Gleichzeitig ist das den Systemdruck schaltende Systemdruckstellerventil deaktiviert, während der die Flügelzellenpumpe steuernde Drucksteller aktiviert ist. Die den Druckbegrenzungsventilen 16 und 17 zugeordneten Drucksteller 21 und 22 sind zur Darstellung des Parkbetriebszustandes „P“ der Getriebevorrichtung 1 ebenfalls deaktiviert, weshalb der an der Ventileinrichtung 15 anliegende Betätigungsdruck p_B im Wesentlichen gleich null ist bzw. dem über das Druckbegrenzungsventil 29 eingestellten Druckniveau entspricht.
Ausgehend von dem Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1, von dem aus der Parkbetriebszustand „P“ angefordert wurde, ist im ersten Teilgetriebe der Getriebevorrichtung 1 entweder die zur Darstellung der ersten Übersetzung "1" für Vorwärtsfahrt zuzuschaltende erste Übersetzungsstufe oder die zur Darstellung der Übersetzung "R" für Rückwärtsfahrt vorgesehene Übersetzungsstufe R über die Schaltstange 7 bzw. die Schaltstange 11 eingelegt. Zusätzlich ist im zweiten Teilgetriebe der Getriebevorrichtung 1 die zur Darstellung der zweiten Übersetzung "2" vorgesehene zweite Übersetzungsstufe über die Schaltstange 8 zugeschaltet. Damit ist eine Wiederanfahrt eines mit der Getriebevorrichtung 1 ausgeführten Fahrzeuges bei einer Anforderung zum Anfahren des Fahrzeuges mit der ersten Übersetzung "1" für Vorwärtsfahrt oder der zweiten Übersetzung "2" für Vorwärtsfahrt bzw. der Übersetzung "R" für Rückwärtsfahrt innerhalb kurzer Betriebszeiten umsetzbar.
Da jedem Schaltventil 12 bis 14 ein eigenes Vorsteuerventil 18, 19 bzw. 20 zugeordnet ist, kann die Ventileinrichtung 15 acht unterschiedliche Betriebszustände aufweisen. Während drei bestimmter Betriebszustände ist jeweils nur eines der Vorsteuerventile 18 bis 20 bestromt, während die beiden anderen Vorsteuerventile 18 bis 20 in unbestromten Betriebszustand vorliegen. Aufgrund der Kombination, nämlich dass in gleichzeitig unbestromtem Betriebszustand der Vorsteuerventile 18 bis 20 die Druckregelventile 16 und 17 von den Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 getrennt sind, und der Tatsache, dass während drei bestimmter Betriebszustände de Ventileinrichtung 15 jeweils nur eines der Vorsteuerventile 18 bis 20 bestromt ist, ist eine Parallelansteuerung der Schaltventile 14 und der Druckregelventile 16 und 17 möglich, um eine der Schaltstangen 7 bis 11 möglichst schnell betätigen zu können und beispielsweise aus einem Segelbetrieb eines mit der Getriebevorrichtung 1 ausgeführten Fahrzeuges, während welchem eine Antriebsmaschine des Fahrzeuges, über die die Getriebepumpe angetrieben wird, abgeschaltet ist, im Bereich der Getriebevorrichtung 1 den Kraftfluss möglichst schnell wieder herstellen zu können.
Hierfür sind die Schaltstangen 7, 10 und 8 durch entsprechende parallele Betätigung eines der Druckregelventile bzw. Gangventile 16 oder 17 in Verbindung mit einem der Schaltventile 12 bis 14 parallel über die Vorsteuerventile 18, 19 oder 20 und den Drucksteller 21 oder den Drucksteller 22 so schnell als möglich im gewünschten Umfang ansteuerbar bzw. verstellbar.
Beim Übergang vom Segelbetrieb wird die Antriebsmaschine des Fahrzeugantriebsstranges wieder zugeschaltet. Da während des Motorhochlaufes ausgehend vom Motorstillstand das Druckniveau des Systemdrucks p_sys noch keinen definierten Betriebszustand des Hydrauliksystems der Getriebevorrichtung 1 ermöglicht, können während des Motorhochlaufes zwei unterschiedliche Betriebszustandsverläufe auftreten. Wird beispielsweise das Vorsteuerventil 18 zum Umschalten des Schaltventiles 12 bestromt und gleichzeitig der Drucksteller 22 zum Zuschalten der vierten Übersetzung "4" für Vorwärtsfahrt entsprechend bestromt und wird durch den Druckaufbau des Systemdrucks p_sys, der auch zum Druckanstieg des Drucksignals p_red führt, das Schaltventil 12 zuerst in seine zweite Schaltstellung überführt und wird erst anschließend seitens des Druckregelventils 17 der Betätigungsdruck p_B in Richtung des zweiten Schaltventils 13 weitergeleitet, wird der Kolbenraum 5A bereits während des Motorhochlaufs und noch bevor das spezifizierte minimale Systemdruckniveau erreicht ist mit Hydraulikfluid versorgt und die zugeordnete Schaltstange 10 in Richtung der die vierte Übersetzungsstufe zuschaltenden Synchronisierung verstellt. Dieser Zuschaltvorgang der vierten Übersetzung "4" für Vorwärtsfahrt wird im Gegensatz zu der aus der Praxis bekannten Getriebevorrichtung ohne Wartezeiten für das Umschieben des Schaltventiles 12 umgesetzt.
Die gleiche Vorgehensweise stellt sich bei Betätigung des Schaltventiles 13 oder des Schaltventiles 14 in Verbindung mit der vorbeschriebenen Betätigung des Druckregelventiles 16 oder 17 ein. Liegt im Bereich des Druckregelventiles 17 bzw. der Steuerfläche 17A ausgehend vom Drucksteller 22 der Vorsteuerdruck p_VS17 an, bevor der Vorsteuerdruck p_VS12 zur Betätigung des Schaltventiles 12 ein entsprechendes Druckniveau aufweist, wird die Schaltstange 10 so lange nicht mit dem Betätigungsdruck p_B beaufschlagt, so lange das Schaltventil 12 vom Vorsteuerdruck p_VS12 aus seiner ersten Schaltstellung nicht in seine zweite Schaltstellung überführt ist. Wird jedoch das Schaltventil 12 vom Vorsteuerdruck p_VS12 umgeschoben, ist der gewählte Gang bzw. die ausgewählte Übersetzung "4" für Vorwärtsfahrt in der Getriebevorrichtung 1 einlegbar. Der angeforderte Schaltzustand wird je nach auftretenden hydraulischen Randbedingungen immer in der kürzest möglichen Zeit ausgeführt.
Dadurch, dass das aus den Druckkammern bzw. Kolbenräumen 2A bis 6B ausgeschobene Hydraulikfluid nicht wie aus der Praxis bekannt über die Schaltventile 12 bis 14 in die hydraulische Steuerung zurückgeführt sondern über die Kugel-Wechsel-Ventile 2C bis 6D bzw. die Ventileinheit 30 und das weitere Druckbegrenzungsventil 32 in Richtung des Niederdruckbereiches 31 bzw. des Ölsumpfes befördert wird, sind auftretende Leitungswiderstände reduziert. Darüber hinaus werden auch Rückspülungen von Schmutz ausgehend von den Kolbenräumen 2A bis 6B in Richtung der Schaltventile 12 bis 14 vermieden, da die Ölströme ausgehend von den Kolbenräumen 2A bis 6B von den die Steuerung übernehmenden Schaltventilen 12 bis 14 und den Druckregelventilen 16 und 17 weggeführt werden. Die jeweils in der Getriebevorrichtung 1 über das Hydrauliksystem durchgeführten Schaltungen sind aus diesem Grund strukturell robust gegenüber Verschmutzungen und auch ohne zusätzliche Filtereinrichtungen zwischen den hydraulischen Verbrauchern und der Steuerung durchführbar. Über die Druckregelventile 16 und 17, den Systemdruck führenden Bereich und die Schaltventile 12 bis 14 geführtes Hydraulikfluid ist im Bereich eines Saugfilters reinigbar.
Neben den vorbeschriebenen vier definierten Betriebszuständen der Ventileinrichtung 15 liegen bezüglich der Betätigung der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 bzw. deren Schaltstangen 7 bis 11 redundante Schaltstellungen vor, die jeweils dieselbe Betätigung einer Kolben-Zylinder-Einrichtung auslösen. So ist beispielsweise in der Getriebevorrichtung 1 die erste Übersetzung "1" für Vorwärtsfahrt unabhängig davon eingelegt, ob das Schaltventil 14 über das Vorsteuerventil 20 im Bereich der Steuerfläche 14A mit Vorsteuerdruck p_VS14 beaufschlagt wird oder nicht. Des Weiteren ist in der Getriebevorrichtung 1 die fünfte Übersetzung "5" unabhängig vom Betriebszustand des dritten Schaltventiles 14 eingelegt. Das Gleiche gilt auch für die Übersetzung "R" für Rückwärtsfahrt und die neunte Übersetzung "9" für Vorwärtsfahrt. Dies bietet die Möglichkeit, über das Vorsteuerventil 20 ein Parksperrenventil 33 mit dem Vorsteuerdruck p_VS14 im Bereich einer Steuerfläche 34 eines Ventilschiebers 35 des Parksperrenventils 33 zu beaufschlagen, um die Parksperre in gewünschtem Umfang bei angeforderter erster Übersetzung "1" oder angeforderter fünfter Übersetzung "5" für Vorwärtsfahrt auszulegen und gleichzeitig die erste oder fünfte Übersetzung "1" oder "5" einzulegen.
Die parallele Ansteuerung des Parksperrenventils 33 und einer der Schaltstangen 7 bis 11 bietet zusätzlich die Möglichkeit, ein mit der Getriebevorrichtung 1 ausgeführtes Fahrzeug nach dem Einsteigen eines Fahrers möglichst schnell betreiben zu können. Dies kann beispielsweise bei Sportfahrzeugen zum Unterstreichen einer Dynamik des Fahrzeuges erforderlich sein. Das Parksperrenventil 33 ist vorliegend mit einer Selbsthaltefunktion ausgeführt, die allerdings während eines Segelbetriebes bis hin zu einem Fahrzeugstillstand gelöscht wird, da der Systemdruck p_sys im Wesentlichen auf null absinkt. Aus diesem Grund muss das Parksperrenventil 33 während Segelbetriebszuständen, während welchen der Systemdruck zusammenbricht, durch eine entsprechende Ansteuerung über das Vorsteuerventil 20 wieder gesetzt werden. Andernfalls besteht die Möglichkeit, dass die Parksperre bei Auftreten eines elektrischen Fehlers im Bereich eines Haltemagneten 36 wieder einfallen würde oder bei Auftreten eines elektrischen Fehlers während der Fahrt ein Parksperrenratschen auftritt. Durch die parallele Ansteuerung einer Übersetzungsstufe der Getriebevorrichtung 1 und das Aufbringen eines Setzimpulses für das Parksperrenventil 33 mittels einer entsprechenden Betätigung des Vorsteuerventiles 20 während eines redundanten Betriebszustandes der Ventileinrichtung 15 sind Anfahrvorgänge für Fahrer in zeitoptimaler Art und Weise durchführbar.
Abweichend von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 besteht auch die Möglichkeit, die Schaltventile 12 bis 14 anstatt mit dem Drucksignal p_red über Federeinrichtungen in Richtung der ersten Schaltstellungen zu betätigen oder Rastierungsfunktionen im Bereich der Schaltventile vorzusehen.
Die über die Schaltstangen 7, 8 oder 10 einlegbaren Übersetzungen "1" und "5" oder "2" und "6" oder "4" und "8" stellen sogenannte Quickshift-Gänge dar, die statistisch gesehen während eines Betriebes eines Fahrzeuges bevorzugt eingelegt werden. Die höheren Übersetzungen "5", "6" und "8" werden nach Verlassen eines Segelbetriebes während einer Landstraßen- oder Autobahnfahrt bevorzugt in der Getriebevorrichtung 1 eingelegt, während die unteren Übersetzungen "1", "2" bzw. "4" während einer Ausrollphase eines Fahrzeuges, beispielsweise bei einer Anfahrt einer roten Ampel oder dergleichen, bevorzugt in der Getriebevorrichtung 1 zugeschaltet werden. Diese Gangzuordnung bzw. die Auswahl der Quickshift-Übersetzungen ist in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch anders darstellbar, wobei hierfür der Radsatz bzw. die Konstruktion der Getriebevorrichtung entsprechend vorzugeben ist.
Die Verschiebung der Schaltstange 7, 8 oder 10 kann bereits vor einem Zeitpunkt erfolgen, zu dem eine entsprechende softwareseitige Auswertefunktion eine gültige Bereitschaft der Getriebevorrichtung 1 erkennt. Dies ist üblicherweise dann der Fall, wenn die Hydraulikpumpe der Getriebevorrichtung 1 genügend Durchfluss liefert, um einen minimal erforderlichen Systemdruck p_sys aufzubauen. Dies ist vorliegend beispielsweise ab einem Druckniveau des Systemdrucks p_sys von etwa 3,5 bar gegeben. Über die vorbeschriebene Ausführung der Getriebevorrichtung 1 erfolgt der Einlegevorgang der gewünschten Übersetzung im Rahmen der bestehenden Hardwarelösung zeitoptimal. Im Gegensatz zu einer direkt gesteuerten Ausführung der Getriebevorrichtung 1 im Bereich der Druckregelventile 21 und 22 und der Schaltventile 12 bis 14 über zugeordnete elektrische Magneteinrichtungen sind bei der Getriebevorrichtung 1 gemäß 1 nur drei der fünf Schaltstangen in Verbindung mit den zugeordneten sechs Übersetzungen als Quickshift-Gänge definiert.
Bei einer Betätigung bzw. gleichzeitigen Bestromung des Vorsteuerventiles 18 und des Vorsteuerventiles 20 und einer zusätzlichen Bestromung des Druckstellers 21 oder 22 besteht die Möglichkeit, dass das Schaltventil 12 vor dem Schaltventil 14 umschaltet und bereits Betätigungsdruck in Richtung der Kolben-Zylinder-Einrichtung 5 weiterleitet. Dann würde die Schaltstange 10 durch den im Bereich der Druckkammer 5A anliegenden Betätigungsdruck p_B unerwünschterweise betätigt werden. Erst wenn auch das Schaltventil 14 in die zweite Schaltstellung umschaltet, wird der Betätigungsdruck p_B in Richtung des Druckraumes 4A, d. h. in Richtung des richtigen Druckraumes, geführt. In der Ausgangsstellung der Schaltventile 12 bis 14, d. h. die Schaltventile 12 bis 14 befinden sich in der ersten Schaltstellung und keines der Vorsteuerventile 18 bis 20 ist bestromt, ist der Betätigungsdruck p_B im Bereich der Ventileinrichtung 15 von den Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 gesperrt bzw. wird nicht in Richtung der Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 geführt. Zur Darstellung bzw. zum Einlegen eines Quickshift-Ganges ist jeweils nur eines der Vorsteuerventile 18 bis 20 zu bestromen. Unabhängig von der Umschiebereihenfolge im Bereich der Schaltventile 12 bis 14 und der Druckregelventile 16 und 17 wird niemals eine falsche Schaltstange 7 bis 11 angesteuert, da entweder der Betätigungsdruck p_B im Bereich der Ventileinrichtung 15 von den Kolben-Zylinder-Einrichtungen 2 bis 6 getrennt ist oder die jeweils gewünschte Schaltgasse über eines der Schaltventile 12 bis 14 angewählt ist.
In den ersten Schaltstellungen der Schaltventile 12 bis 14 liegt ein im Bereich des Druckregelventiles 16 eingestellter Betätigungsdruck p_B an einer Schaltzunge 37 des dritten Schaltventiles 14 an. Zusätzlich wird ein im Bereich des Druckregelventiles 17 eingestellter Betätigungsdruck p_B in den ersten Schaltstellungen der Schaltventile 12 bis 14 im Bereich einer Schaltzunge 38 des dritten Schaltventiles 14 angelegt. Um die Leitungen zwischen den Schaltventilen 12 bis 14 aktiv spülen zu können und eine Steigerung der Robustheit des Hydrauliksystems der Getriebevorrichtung 1 gegen potentiellen Schmutzeintrag zu erhöhen sowie das Hydrauliksystem im Bereich der Ventileinrichtung 15 entlüften zu können, sind die beiden Schaltzungen 37 und 38 des dritten Schaltventiles 14 über eine Leitung 39 miteinander verbunden, in deren Bereich ein zusätzliches Druckbegrenzungsventil 40, das als Plattenventil oder dergleichen ausgeführt sein kann, vorgesehen ist. Über das zusätzliche Druckbegrenzungsventil 40 ist das Hydrauliksystem im Bereich der Ventileinrichtung 15 wiederum mit dem Niederdruckbereich 31 bzw. dem Ölsumpf oberhalb eines über das Druckbegrenzungsventil 40 eingestellten Druckniveaus verbunden und Hydraulikfluid in Richtung des Ölsumpfes ausspülbar.
Bezugszeichenliste

1: Getriebevorrichtung
2: Kolben-Zylinder-Einrichtung
2A, B: Kolbenraum
2C, D: Kugel-Wechsel-Ventil
2E: Kolben
3: Kolben-Zylinder-Einrichtung
3A, B: Kolbenraum
3C, D: Kugel-Wechsel-Ventil
4: Kolben-Zylinder-Einrichtung
4A, B: Kolbenraum
4C, D: Kugel-Wechsel-Ventil
4E: Kolben
5: Kolben-Zylinder-Einrichtung
5A, B: Kolbenraum
5C, D: Kugel-Wechsel-Ventil
6: Kolben-Zylinder-Einrichtung
6A, B: Kolbenraum
6C, D: Kugelwechselventil
7 bis 11: Schaltstange
12: Schaltventil
12A: Steuerfläche
12B: Ventilschieber
12C: Steuerfläche
13: Schaltventil
13A: Steuerfläche
13B: Ventilschieber
13C: Steuerfläche
14: Schaltventil
14A: Steuerfläche
14B: Ventilschieber
14C: Steuerfläche
15: Ventileinrichtung
16: Druckregelventil
16A: Steuerfläche
16B: Ventilschieber
16C: Federeinrichtung
17: Druckregelventil
17A: Steuerfläche
17B: Ventilschieber
17C: Federeinrichtung
18 bis 20: Vorsteuerventil
21, 22: Drucksteller
23 bis 28: Leitung
29: Druckbegrenzungsventil
30: Ventileinheit
31: Niederdruckbereich
32: Druckbegrenzungsventil
33: Parksperrenventil
34: Steuerfläche
35: Ventilschieber
36: Haltemagnet
37: Schaltzunge
38: Schaltzunge
39: Leitung
40: zusätzliches Druckbegrenzungsventil
p_B: Betätigungsdruck
p_red: Drucksignal
p_sys: Systemdruck
p_VS: Vorsteuerdruck

Claims

Getriebevorrichtung (1) mit mehreren Übersetzungen ("1" bis "R"), die über hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) verstellbare Schaltstangen (7 bis 11) ein- und auslegbar sind, wobei ein Betätigungsdruck (p_B) über eine Ventileinrichtung (15) im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) anlegbar ist, die drei vorgesteuerte und miteinander über Leitungen gekoppelte Schaltventile (12 bis 14) umfasst, die zur Darstellung der Übersetzungen ("1" bis "R") jeweils eine erste oder eine zweite Schaltstellung aufweisen, und wobei der Betätigungsdruck (p_B) über zwei vorgesteuerte Druckregelventile (16, 17) frei einstellbar und in Richtung der Ventileinrichtung (15) weiterleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Kolbenräume (2A bis 6B) der Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) über wenigstens eine weitere Ventileinheit (30) entweder mit der Ventileinrichtung (15) oder mit einem Niederdruckbereich (31) in Wirkverbindung bringbar sind und die Ventileinrichtung (15) über die Ventileinheit (30) mit den Kolbenräumen (2A bis 6B) oder dem Niederdruckbereich (31) verbindbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Schaltventile (12 bis 14) der Ventileinrichtung (15) über ein Vorsteuerventil (18, 19, 20) mit einem in Richtung der zweiten Schaltstellung wirkenden Vorsteuerdruck (p_VS1, p_VS13, p_S14) im Bereich einer Steuerfläche (12A, 13A, 14A) eines Ventilschiebers (12B, 13B, 14B) beaufschlagbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (12 bis 14) jeweils mit einem in Richtung der ersten Schaltstellung wirkenden Drucksignal (p_red) im Bereich einer weiteren Steuerfläche (12B, 13B, 14B) des Ventilschiebers (12A, 13A, 14A) beaufschlagbar sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Schaltventile (12 bis 14) anliegende Drucksignal (p_red) dem jeweils an den Schaltventilen (12 bis 14) anlegbaren Vorsteuerdruck (p_VS12 bis p_VS14) entspricht, wobei die Steuerflächen (12A, 13A, 14A) der Ventilschieber (12B, 13B, 14B), in deren Bereich jeweils der Vorsteuerdruck (p_VS12, p_VS13, p_VS14) anlegbar ist, größer sind als die weiteren Steuerflächen (12C, 13C, 14C) der Ventilschieber (12B, 13B, 14B).
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) in der ersten Schaltstellung der Schaltventile (12 bis 14) im Bereich der Ventileinrichtung (15) von den Druckregelventilen (16, 17) getrennt sind.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilschieber (16B, 17B) der Druckregelventile (16, 17) mit einer in Richtung einer ersten Endstellung wirkenden Federkraft einer Federeinrichtung (16C, 17C) beaufschlagt sind und jeweils ein im Bereich von Druckstellern (21, 22) einstellbarer und in Richtung einer zweiten Endstellung der Ventilschieber wirkender Vorsteuerdruck (p_VS16, p_VS17) an Steuerflächen (16A, 17A) der Ventilschieber (16B, 17B) anlegbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einem Schaltventil (12, 13) der Ventileinrichtung (15) verbundene Steuerzunge eines Druckregelventils (16, 17) in der ersten Endstellung des Ventilschiebers (16B, 17B) mit einem Niederdruckbereich in Verbindung bringbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Schaltventilen (12, 13) in Verbindung stehenden Schaltzungen der Druckregelventile (16, 17) in den Regelbereichen der Ventilschieber (16B, 17B) zwischen den Endstellungen mit einem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich in Wirkverbindung bringbar sind.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenräume (2A bis 6B) der Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) über ein stromab der Ventileinheit (30) angeordnetes erstes Druckbegrenzungsventil (32) und die Druckregelventile (16, 17) über ein zweites Druckbegrenzungsventil (29) jeweils mit dem zugeordneten Niederdruckbereich (31) verbindbar sind, wobei ein über das erste Druckbegrenzungsventil (32) definiertes Druckniveau höher ist als ein über das zweite Druckbegrenzungsventil (29) definiertes Druckniveau.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (30) mehrere Kugel-Wechsel-Ventile (2C bis 6D) aufweist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass fünf doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einrichtungen (2 bis 6) vorgesehen sind und jeweils ein Kolben (2E, 4E) mit einer Schaltstange (7 bis 11) verbunden ist, über die jeweils zwei Übersetzungen ("1" und "5", "2" und "6", "3" und "7", "4" und "8", "9" und "R") ein- und auslegbar sind.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schaltzungen (37, 38) eines Schaltventiles (14), welches über die beiden weiteren Schaltventile (12, 13) mit den Druckregelventilen (16, 17) in Wirkverbindung bringbar ist, in den ersten Schaltstellungen der Schaltventile (12 bis 14) jeweils mit einem der Druckregelventile (16, 17) in Verbindung stehen und miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung (39) zwischen den Schaltzungen (37, 38) mit einem Druckbegrenzungsventil (40) ausgebildet ist, über das die Schaltzungen (37, 38) oberhalb eines definierten Druckniveaus mit einem Niederdruckbereich gekoppelt sind.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parksperrenventil (33) über das Vorsteuerventil (20) eines der Schaltventile (14) mit Vorsteuerdruck (p_VS14) beaufschlagbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einrichtungen mit einer mechanischen Rastierung für die Kolben ausgebildet sind, über die die Kolben jeweils in einer Neutralstellung haltbar sind, in der weder die eine noch die andere über die jeweils damit verbundene Schaltstange zuschaltbare Übersetzung eingelegt ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft der Rastierung jeweils größer als eine am zugeordneten Kolben angreifende Stellkraft ist, die der über das erste Druckbegrenzungsventil definierten und an den Kolben jeweils anliegenden Druckkraft entspricht.