DE10217746B4 - Synchronizer for a manual transmission and corresponding motor vehicle drive train - Google Patents
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Abstract
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit (12), einem wenigstens zwei Getriebegänge aufweisenden Schaltgetriebe (14) und wenigstens einer Kupplungseinrichtung (16) zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, wobei wenigstens eine Synchronisiereinrichtung (50a; 50b; 50c; 50d; 50f-1, 50f-2) vorgesehen ist, die dafür ausgelegt ist, eine Synchronisation von Drehzahlen beim Schalten zwischen Getriebegängen im Sinne eines Abbremsens bzw. Beschleunigens zu ermöglichen oder zumindest zu unterstützen, wobei die Synchronisiereinrichtung Trägheitsmassenanordnungen (60n, 62n) aufweist, die mit einer zu sychronisierenden oder/und mit zu synchronisierenden Bauteilen gekoppelten oder koppelbaren Drehwelle (72n) gekoppelt oder koppelbar sind zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse, wobei das wirksame Trägheitsmoment der Trägheitsmassenanordnung mittels einer mitrotierenden zugeordneten Einstelleinrichtung (120n, 122n) einstellbar ist, um die Drehwelle und damit gekoppelte Bauteile wahlweise zu beschleunigen oder abzubremsen, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeordnete Einstelleinrichtung mehrere doppelt wirkende hydraulische Nehmerzylinder aufweist, welche mit jeweils einem Kolben-Kolbenstangenelement (124n, 126n) ausgestaltet sind und die Trägheitsmassenanordnungen (60n, 62n) radial...powertrain for a Motor vehicle with a drive unit (12), one at least two transmission gears having gearbox (14) and at least one coupling device (16) for torque transmission between the drive unit and the transmission, wherein at least a synchronizer (50a; 50b; 50c; 50d; 50f-1, 50f-2) is provided for that is designed to synchronize speeds when switching between transmission gears to allow in the sense of deceleration or acceleration or at least to support, wherein the synchronizer comprises inertial mass arrangements (60n, 62n), with one to be synchronized and / or with synchronizing components coupled or coupled rotary shaft (72n) coupled or coupled for common rotation about a rotation axis, where the effective moment of inertia the inertial mass arrangement by means of a co-rotating associated adjusting device (120n, 122n) is adjustable to the rotary shaft and thus coupled components optionally to accelerate or decelerate, characterized that the associated adjustment device has several double-acting Hydraulic slave cylinder having, each with a piston-piston rod element (124n, 126n) are designed and the inertial mass arrangements (60n, 62n) radially ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit, einem wenigstens zwei Getriebegänge aufweisenden Schaltgetriebe und wenigstens einer Kupplungseinrichtung zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, wobei wenigstens eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist, die dafür ausgelegt ist, eine Synchronisation von Drehzahlen beim Schalten zwischen Getriebegängen im Sinne eines Abbremsens bzw. Beschleunigens zu ermöglichen oder zumindest zu unterstützen, wobei die Synchronisiereinrichtung Trägheitsmassenanordnungen aufweist, die mit einer zu sychronisierenden oder/und mit zu synchronisierenden Bauteilen gekoppelten oder koppelbaren Drehwelle gekoppelt oder koppelbar sind zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse, wobei das wirksame Trägheitsmoment der Trägheitsmassenanordnung mittels einer mitrotierenden zugeordneten Einstelleinrichtung einstellbar ist, um die Drehwelle und damit gekoppelte Bauteile wahlweise zu beschleunigen oder abzubremsen.The The invention relates to a drive train for a motor vehicle with a Drive unit, a transmission having at least two gears and at least one coupling device for torque transmission between the drive unit and the transmission, wherein at least one Synchronizer is provided which is adapted to a synchronization of speeds when switching between gears in the sense of deceleration or accelerate or at least to support, the synchronizer having inertial mass arrangements, those with one to be synchronized and / or to be synchronized Coupled or coupled coupled rotating shaft components or can be coupled to the common rotation about a rotation axis, wherein the effective moment of inertia the inertial mass arrangement adjustable by means of a co-rotating associated adjustment is to the rotary shaft and thus coupled components optional accelerate or decelerate.
Herkömmliche Schaltgetriebe besitzen zumindest für jeden Vorwärtsgang eine Synchronisiereinrichtung, welche beim Gangeinlegen die Winkelgeschwindigkeit eines in Eingriff zu bringenden Zahnrads und des mit diesem Zahnrad gekoppelten Teils des Getriebes auf die Winkelgeschwindigkeit der betreffenden Getriebewelle bringt. Bei schnellen Gangwechseln, automatisiert oder manuell, werden die üblicherweise verwendeten Synchroneinheiten stark belastet und können auf Dauer überlastet werden. Dies gilt sowohl für herkömmliche Schaltgetriebe mit einer Getriebeeingangswelle als auch im besonderen Maße für so genannte Doppelkupplungsgetriebe.conventional Manual transmissions have at least for each forward gear a synchronizing device, which in the gear engagement, the angular velocity a gear to be engaged and that with this gear coupled part of the transmission to the angular velocity of the brings the relevant transmission shaft. For fast gear changes, automated or manually, the usual used sync units heavily loaded and can Duration overloaded become. This applies to both conventional Manual transmission with a transmission input shaft as well as in particular dimensions for so-called Double clutch.
Doppelkupplungsgetriebe und Doppelkupplungen haben in jüngerer Zeit erneut ein größeres Interesse erfahren, da sie bei einer entsprechenden Automatisierung des Getriebes einen Schaltkomfort ähnlich wie bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler versprechen, aber hinsichtlich des energetischen Wirkungsgrads große Vorteile erwarten lassen. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen automatisierten Getrieben mit Einfachkupplung ist, dass bei entsprechender Zuordnung der Getriebegänge zu den Getriebeeingangswellen ein Schalten, insbesondere ein sequentielles Schalten, unter Erhalt der Motorzugkraft bzw. unter Erhalt von Schleppmomenten möglich ist, indem eine so genannte Überschneidungsschaltung beim Schalten von einem der einen Getriebeeingangswelle zugeordneten Gang zu einem der anderen Getriebeeingangswelle zugeordneten Gang durchgeführt wird.Double clutch and double clutches have in younger Time again a greater interest experienced, as with a corresponding automation of the transmission similar to a shifting comfort like a conventional one Automatic transmissions with torque converter promise, but in terms of the energy efficiency can expect great benefits. A significant advantage over usual automated transmissions with single clutch is that with appropriate Assignment of the gears to the transmission input shafts switching, in particular a sequential Shift, while maintaining the engine traction or under receipt of drag torque possible is by putting a so-called overlap circuit on Switching from one of the transmission input shaft associated Gear to one of the other transmission input shaft associated gear is performed.
Je
nach Gangabstufung und den involvierten Gängen (Ausgangsgang und Zielgang;
unter Umständen
wird man auch zwischen nicht unmittelbar in der Gangstufung nebeneinander
liegenden Gängen zugkraftunterbrechungsfrei
bzw. schleppmomentunterbrechungsfrei schalten wollen) muss vergleichsweise
viel Synchronisierarbeit geleistet werden. Hierzu wurde unter anderem
vorgeschlagen, die Doppelkupplung selbst aktiv zur Unterstützung der
Synchronisation bzw. – soweit
möglich – zur Synchronisation selbst
heranzuziehen durch entsprechende Betätigung der Kuplungsanordnungen.
Baispielsweise offenbart speziell die
Betreffend
Doppelkupplungen und Doppelkupplungsgetriebe ist auch die
Auch
im Zusammenhang mit "normalen" Schaltgetrieben
mit nur einer Getriebeeingangswelle sind aus dem Stand der Technik
bereits verschiedene Möglichkeiten
bekannt, um Synchronisiereinrichtungen zu verbessern, zu unterstützen oder
zu ersetzen. Aus der
In
der
In
der
In
der
In
manchen Lkw-Getrieben ist am Ende einer Vorgelegewelle eine Lamellenbremse
vorgesehen, mittels welcher bei Hochschaltungen die Vorgelegewelle
auf die neue Synchrondrehzahl abgebremst werden kann. Diese Einrichtung
kann jedoch nur zum Abbremsen, nicht zum Beschleunigen für die Vorgelegewelle
dienen. Um die Vorgelegewelle hochbeschleunigen zu können, ist
es bekannt, einen Planetenradsatz vorzusehen, der dann zum Hochbeschleunigen
geeignet abgebremst wird. Es wird in diesem Zusammenhang auf die
Nachteilig an den bekannt gewordenen Lösungen ist entweder der hohe Aufwand an zusätzlichen Antriebseinheiten oder für die Bereitstellung eines speziellen Getriebes, oder aber die Tatsache, dass die Einrichtung nur in einer Drehzahlrichtung wirkt, wie dies etwa bei der Lamellenbremse oder dem Planetenradsatz der Fall ist. Herkömmliche Sperrsynchronisierungen verschleißen andererseits sehr schnell bei schnellen Schaltungen und werden durch Schleppmomente aus den Kupplungselementen zusätzlich belastet. Dies gilt insbesondere für nasslaufende Kupplungen, die beispielsweise im Zusammenhang mit Doppelkupplungsgetrieben besonders geeignet erscheinen. Nasslaufende Kupplungen zeigen bei Tiefentemperaturen sehr hohe Schleppmomente.adversely on the solutions that have become known is either the high cost of additional drive units or for the provision of a special gear, or the fact that the device acts only in one direction of rotation, such as this in the multi-disc brake or the planetary gear is the case. Traditional lock syncs wear out on the other hand, very fast in fast circuits and get through Drag torques from the coupling elements additionally loaded. this applies especially for wet-running Couplings, for example, in the context of dual-clutch transmissions appear particularly suitable. Wet-running clutches show Low temperatures very high drag torques.
Aufgabe der Erfindung ist, eine weitgehend verschleißfreie Synchronisiereinrichtung bereitzustellen, die ggf. viele einzelne Synchronisiereinrichtungen herkömmlicher Art in einem Getriebe ersetzen kann (nicht aber muss; es wird auch an die Möglichkeit gedacht, derartige oder andere Synchronisiereinrichtungen durch die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung nur zu unterstützen).task The invention is a largely wear-free synchronizer provide, if necessary, many individual synchronizers conventional Can not replace type in a transmission (but does not have to, it will too to the possibility thought, such or other synchronizers by the synchronizer according to the invention only to support).
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die zugeordnete Einstelleinrichtung mehrere doppelt wirkende hydraulische Nehmerzylinder aufweist, welche mit jeweils einem Kolben-Kolbenstangenelement ausgestaltet sind und die Trägheitsmassenanordnungen radial außen am Kolben-Kolbenstangenelement angeordnet ist.to solution This object is proposed that the associated adjustment has several double-acting hydraulic slave cylinder, which are each configured with a piston-piston rod element and the inertial mass arrangements radially outside on the piston-piston rod element is arranged.
Vorgeschlagen wird eine Synchronisiereinrichtung, die auf einer geschickten Ausnutzung des Gesetzes der Drehimpulserhaltung beruht und die zu synchronisierenden Wellen und die mit ihnen in Eingriff stehenden Zahnräder aufgrund sich ändernder Trägheitsmomente synchronisiert. Beispielsweise werden mehrere sich mit der Drehwelle zur gemeinsamen Drehung verbundene Massen mittels eines Mechanismus von der Drehwelle, um die die radial angeordnet sind, radial nach außen oder innen bewegt, wobei die Anordnung vorzugsweise derart ist, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt der Massen zu jeder Zeit und in jedem Zustand auf der Drehachse liegt, so dass keine Unwucht auftritt. Um das Getriebe sowohl bei Hochschaltungen als auch bei Rückschaltungen synchronisieren zu können befinden sich die Massen vor einem Schaltvorgang vorzugsweise in einer mittleren radialen Position relativ zur Welle, so dass es möglich ist, den Radialabstand zur Welle zu vergrößern als auch zu verkleinern, je nach Schaltrichtung.proposed will be a synchronizer on a skillful use is based on the law of angular momentum conservation and the one to be synchronized Waves and the gears meshing with them due to changing moments of inertia synchronized. For example, several become involved with the rotary shaft masses connected for common rotation by means of a mechanism from the rotary shaft about which are arranged radially, radially Outside or moved inside, wherein the arrangement is preferably such that the common center of mass of the masses at any time and in Each state is on the axis of rotation, so that no imbalance occurs. To the transmission both on upshifts and downshifts to be able to synchronize the masses are preferably in front of a switching operation in a middle radial position relative to the shaft so that it possible is to increase the radial distance to the shaft as well as to downsize, depending on the switching direction.
In Bezug auf die vorstehenden Erläuterungen wird allgemein vorgeschlagen, dass wenigstens ein das wirksame Trägheitsmoment der Trägheitsmassenanordnung beeinflussender Radialabstand zur Drehwelle wenigstens eines Massenelements der Trägheitsmassenanordnung mittels der Einstelleinrichtung einstellbar ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn mehrere in vorgegebenen Winkelabständen um die Drehachse verteilt angeordnete Massenelemente mittels der Einstelleinrichtung gemeinsam radial verstellbar sind. Die Massenelemente können vorteilhaft auf einem gemeinsamen Radius angeordnet sein und gleiche Winkelabstände voneinander haben.In Reference to the above explanations It is generally suggested that at least one of the effective moment of inertia the inertial mass arrangement influencing radial distance to the rotary shaft of at least one mass element of the Inertial mass arrangement is adjustable by means of the adjusting device. It is advantageous if several distributed at predetermined angular intervals around the axis of rotation arranged mass elements by means of the adjustment common are radially adjustable. The mass elements can be beneficial on a be arranged common radius and have equal angular distances from each other.
Bei Hochschaltungen muss der zu synchronisierende Teil des Getriebes in der Regel abgebremst werden. Dies kann erfindungsgemäß dadurch geschehen, dass das wirksame Trägheitsmoment vergrößert wird, beispielsweise dadurch, dass die um die Drehwelle angeordneten Massen radial nach außen verlagert werden. Da der Drehimpuls L während dieser Massenverlagerung erhalten bleibt, L = r × p bzw. L = Jx ω, mit Jx = Trägheitsmoment bezüglich der Drehachse, verringert sich die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle, da das Trägheitsmoment proportional zum Quadrat des Abstands zur Drehachse zunimmt (Jx ~ r2).During upshifts, the part of the gearbox that is to be synchronized usually has to be braked. This can be done according to the invention characterized in that the effective moment of inertia is increased, for example, characterized in that the arranged around the rotating shaft masses are displaced radially outward. Since the angular momentum L is maintained during this mass displacement, L = r × p and L = J × ω, respectively, with J x = moment of inertia with respect to the axis of rotation, the rotational speed of the rotary shaft decreases because the moment of inertia increases in proportion to the square of the distance to the axis of rotation (J x ~ r 2 ).
Demgegenüber ist bei Rückschaltungen der zu synchronisierende Teil des Getriebes in der Regel zu beschleunigen. Dies kann erfindungsgemäß dadurch geschehen, dass das wirksame Trägheitsmoment reduziert wird, etwa indem die um die Drehwelle angeordneten Massen radial nach innen verlagert werden. Wegen der Drehimpulserhaltung und der Abnahme des Trägheitsmoments proportional zum Quadrat des Abstands zur Drehachse vergrößert sich die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle entspechend.In contrast, is at downshifts to accelerate the synchronized part of the transmission in the rule. This can according to the invention thereby done that the effective moment of inertia is reduced, for example by the arranged around the rotary shaft masses be shifted radially inward. Because of the angular momentum conservation and the decrease of the moment of inertia proportional to the square of the distance to the axis of rotation increases the rotational speed of the rotary shaft entspechend.
Zur Synchronisation kann vorteilhaft aus der Drehzahl der Getriebeausgangswelle und der einzulegenden Getriebestufe ein Drehzahlsollwert ermittelt werden. Hierzu kann eine entsprechend ausgelegte elektronische Steuereinheit vorgesehen sein, die beispielsweise Bestandteil der Getriebesteuerung ist. Die elektronische Steuereinheit berechnet den Drehzahlsollwert und stellt diesen mittels der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung ein. Die Drehzahl der Synchronisiereinrichtung bzw. einer jeweiligen Drehwelle (beispielsweise Getriebeeingangswelle oder Vorgelegewelle) und der Getriebeausgangswelle können vorteilhaft mittels Drehzahlsensoren detektiert werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass auch während des Synchronisierens Drehzahländerungen der Getriebeausgangswelle berücksichtigt werden.to Synchronization can be advantageous from the speed of the transmission output shaft and the gear stage to be inserted, a speed setpoint is determined. For this purpose, a correspondingly designed electronic control unit be provided, for example, part of the transmission control is. The electronic control unit calculates the speed setpoint and provides this by means of the synchronizer according to the invention one. The speed of the synchronizer or a respective rotary shaft (For example, transmission input shaft or countershaft) and the Transmission output shaft can be detected advantageously by means of speed sensors. Preferably is provided that even during of synchronizing speed changes the transmission output shaft are taken into account.
Die Synchronisationszeit kann gezielt über die Geschwindigkeit der Änderung des wirksamen Trägheitsmoments, also beispielsweise speziell über die Geschwindigkeit der Radialbewegung der angesprochenen Massen, eingestellt werden. Je nach Geschwindigkeit der Radialbewegung sind trägheitsbedingt entsprechende Stellkräfte für die Radialverstellung der Massen durch die Einstelleinrichtung, beispielsweise wenigstens einen Aktuator der Einstelleinrichtung, aufzubringen. Für kürzere Synchronisationszeiten sind deshalb größere Stellkräfte erforderlich.The Synchronization time can be specific about the speed of change the effective moment of inertia, So for example, specifically about the Speed of the radial movement of the addressed masses, set become. Depending on the speed of the radial movement are inertial corresponding restoring forces for the Radial adjustment of the masses by the adjustment, for example at least one actuator of the adjuster to apply. For shorter synchronization times Therefore larger forces are required.
Die Radialverschiebung einer jeweiligen Trägheitsmasse bzw. mehrerer Trägheitsmassen kann vorteilhaft vermittels wenigstens eines Aktuators erfolgen, der beispielsweise als hydraulisches Stellglied ausgebildet sein kann. Hierbei können die Massen direkt durch den Aktuator bzw. die Aktuatoren radial nach innen oder außen bewegt werden.The Radial displacement of a respective inertial mass or a plurality of inertial masses can be carried out advantageously by means of at least one actuator, the For example, it may be formed as a hydraulic actuator. Here you can the masses directly through the actuator or the actuators radially inside or outside to be moved.
Die verschiedenen Schaltmöglichkeiten und damit die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse zueinander geben zumindest für den Normalfall einen eindeutigen Faktor, um den das Trägheitsmoment jeweils geändert werden muss, um die Drehzahl auf den gewünschten Wert zu bringen. Beispielsweise muss bei einem Übersetzungsverhältnis von 1,2 eine Welle, die ursprünglich mit 5.000 UPM dreht, auf 6.000 UPM beschleunigt werden. Dieselbe Welle muss beim gleichen Gangsprung bei einem Ausgangswert von 2.000 UPM auf 2.400 UPM geschleunigt werden. Die Ausgangsdrehzahl und die Zieldrehzahl stehen für ein gegebenes Übersetzungsverhältnis also in einem festen Verhältnis zueinander, und es treten dementsprechend drehzahlabhängige Differenzdrehzahlen (größere Drehzahldifferenzen für höhere Drehzahlen als für niedrigere Drehzahlen) auf.The different switching options and with it the different gear ratios to each other give at least for the normal case a unique factor to the moment of inertia each changed must be to bring the speed to the desired value. For example must be at a gear ratio of 1.2 a wave, originally with 5,000 rpm, to be accelerated to 6,000 rpm. Same wave must be at the same transition at an initial value of 2,000 rpm be accelerated to 2,400 rpm. The output speed and the target speed stand for a given gear ratio so in a fixed relationship to each other, and there are accordingly speed-dependent differential speeds (larger speed differences for higher speeds as for lower speeds).
Die je nach Übersetzungssprung erforderlichen Trägheitsmomentänderungen bzw. Änderungen eines effektiven Radialabstands der Trägheitsmassenanordnung zur Drehwelle können vorteilhaft in einem Kennfeldfeld abgespeichert sein, auf deren Grundlage die angesprochene Steuereinheit die Synchronisierung bei einem Schaltvorgang durchführen kann. Wie schon angesprochen, können verschiedene Drehzahlen, etwa die Drehzahlen der Abtriebswelle, welche die Drehzahl der zu synchronisierenden Welle vorgibt, und die Drehzahl wenigstens einer weiteren Getriebewelle (etwa Vorgelegewelle bzw. Vorgelegewellen oder/und Getriebeeingangswelle bzw. Getriebeeingangswellen) mittels einer Drehzahlsensoranordnung gemessen werden. Aufgrund dieser Messwerte oder/und daraus berechneter Stellwerte kann vorteilhaft eine Aktuatoranordnung der Einstelleinrichtung angesteuert werden, welche den effektiven Radialabstand der Trägheitsmassenanordnung zur Drehwelle einstellt, also wenigstens eine Masse, vorzugsweise mehrere Massen, entsprechend nach radial innen oder radial außen verstellt.The depending on the translation jump required moment of inertia changes or changes an effective radial distance of the inertial mass arrangement to the rotary shaft can advantageously be stored in a map field, on the basis thereof the addressed control unit the synchronization in a switching operation can perform. As already mentioned, you can different speeds, such as the speeds of the output shaft, which specifies the speed of the shaft to be synchronized, and the speed of at least one other transmission shaft (about countershaft or countershafts and / or transmission input shaft or transmission input shafts) be measured by means of a speed sensor arrangement. Based on these Measured values or / and control values calculated therefrom can be advantageous an actuator arrangement of the adjusting device are actuated, which the effective radial distance of the inertial mass arrangement to the rotary shaft adjusts, so at least one mass, preferably several masses, adjusted accordingly radially inward or radially outward.
Es wurde schon angesprochen, dass die radiale Geschwindigkeit, gemäß welcher die Trägheitsmassenanordnung auf den Zielradius eingestellt wird, unmittelbar die Synchronisierzeit bestimmt. Soll in einem Fahrmodus (beispielsweise "Economy", "Sport", ...) immer die gleiche Synchronisierzeit herrschen, muss die Aktuatoranordnung die Massen immer in der selben Zeit vom jeweiligen Ist- auf den jeweiligen Soll-Radius bringen. Bei der Auslegung der Aktuatoranordnung ist dabei zu berücksichtigen, dass bei größeren Drehzahlen größere auf die Massen wirkende Fliehkräfte auftreten, so dass eine größere Kraft aufgebracht werden muss, um die Massen in einer Ist-Umlaufbahn zu halten bzw. radial weiter nach innen zu ziehen.It has already been mentioned that the radial velocity, according to which the inertial mass arrangement is set to the target radius, immediately the synchronization time certainly. Should in a driving mode (for example "Economy", "Sport", ...) always the Same synchronization time prevail, the actuator assembly the masses always in the same time from the actual to the bring the respective nominal radius. In the design of the actuator assembly is taking into account that at higher speeds bigger on the mass-acting centrifugal forces occur, giving a greater force must be applied to the masses in an actual orbit too hold or continue to draw radially inwards.
Die Betätigungs- bzw. Haltekräfte der Aktuatoranordnung sollten deswegen drehzahlabhängig gesteuert bzw. geregelt werden. Die für die eine jeweilige Drehzahl erforderlichen Kräfte können beispielsweise in einem Kennfeld abgespeichert sein.The actuating or holding forces of the actuator assembly should therefore speed-dependent be controlled or regulated. The forces required for a particular speed can be stored, for example, in a map.
Erwähnt sollte werden, dass abhängig von einem jeweiligen Fahrmodus unterschiedliche Synchronisierzeiten vorgesehen sein können. Beispielsweise könnte man für einen sportlichen Modus kürzere Synchronisierzeiten als für einen "Economy"-Modus vorsehen.Mention should be made be that dependent different synchronization times from a respective drive mode can be provided. For example, could one for one a sporty mode shorter Synchronization times as for provide an "economy" mode.
Die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung kann herkömmliche Synchronisiereinrichtungen, etwa Synchronringe und dergleichen, völlig ersetzen. Es ist aber auch möglich, dass die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung zusätzlich zu herkömmlichen Synchronisiereinrichtungen (etwa Sperrsynchronisiereinrichtungen) vorgesehen ist, um diese zu unterstützen und so deren Verschleiß oder Überlastung zu verhindern. Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung gegenüber herkömmlichen Synchronisierungen ist, dass die erfindungsgemäße Synchronisiereinrichtung im Wesentlichen temperaturunabhängig arbeitet.The Synchronizing device according to the invention can be conventional Synchronizers, such as synchronizer rings and the like, completely replace. But it is also possible that the synchronization device according to the invention in addition to usual Synchronizers (such as lock synchronizers) is provided to support these and so their wear or overload to prevent. A large Advantage of the synchronizer according to the invention across from usual Synchronizations is that the synchronization device according to the invention essentially independent of temperature is working.
Für die Anordnung der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung am bzw. im Getriebe kommen diverse Möglichkeiten in Betracht. Die Synchronisiereinrichtung muss nicht unbedingt ins Getriebe integriert sein, sondern kann beispielsweise als Modul an eine Vorgelegewelle oder dergleichen von außen an das Getriebe angeflanscht sein oder aber auf der abtriebsseitigen Hälfte einer Reibungskupplungseinrichtung oder außerhalb des Getriebegehäuses an der Getriebeeingangswelle angeordnet sein.For the arrangement the synchronizing device according to the invention on or in the gearbox come various options into consideration. The Synchronizer does not necessarily integrated into the transmission but, for example, as a module to a countershaft or the like from the outside be flanged to the transmission or on the output side half a friction clutch device or outside of the transmission housing be arranged the transmission input shaft.
Allgemein wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass die Drehwelle eine Eingangswelle des Schaltgetriebes ist. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Drehwelle eine interne Welle des Schaltgetriebes ist. Die Drehwelle kann beispielsweise eine Vorgelegewelle des Schaltgetriebes sein.Generally is proposed in this context that the rotary shaft a Input shaft of the gearbox is. One more way is that the rotary shaft is an internal shaft of the gearbox. The rotary shaft, for example, a countershaft of the gearbox be.
Für viele Einsatzsituationen wird es am zweckmäßigsten sein, wenn die Trägheitsmassenanordnung innerhalb eines Gehäuses des Schaltgetriebes angeordnet ist. Es ist aber, wie schon angesprochen, auch möglich, dass die Trägheitsmassenanordnung außerhalb eines Gehäuses des Schaltgetriebes angeordnet ist.For many In operational situations, it will be most convenient if the inertial mass arrangement within a housing of the gearbox is arranged. But it is, as already mentioned, also possible, that the inertial mass arrangement outside a housing of the gearbox is arranged.
Bei dem Schaltgetriebe kann es sich um ein Doppelkupplungsgetriebe handeln. Der Antriebsstrang wird dann eine Kupplungseinrichtung in Form einer Doppelkupplungseinrichtung aufweisen. Das Doppelkupplungsgetriebe weist dann eine einer ersten Kupplungsanordnung der Doppelkupplungseinrichtung zugeordnete erste Getriebeeingangswelle und eine einer zweiten Kupplungsanordnung der Doppelkupplungseinrichtung zugeordnete zweite Getriebeeingangswelle auf.at the manual transmission can be a dual-clutch transmission. The drive train is then a coupling device in the form of a Have dual clutch device. The dual-clutch transmission then has a first clutch assembly of the dual clutch device associated first transmission input shaft and a second clutch assembly the dual clutch device associated second transmission input shaft on.
Man kann vorsehen, dass nur ein, die erste oder die zweite Getriebeeingangswelle umfassender Getriebezweig mit einer erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung ausgestattet ist. Demgegenüber ist es aber bevorzugt, dass einem die erste Getriebeeingangswelle umfassenden ersten Getriebezweig und einem die zweite Getriebeeingangswelle umfassenden zweiten Getriebezweig jeweils eine gesonderte Synchronisiereinrichtung zugeordnet ist, die eine einer jeweiligen Drehwelle zugeordnete Trägheitsmassenanordnung mit einstellbarem Trägheitsmoment aufweist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass für beide Getriebezweige die jeweilige Drehwelle von einer Vorgelegewelle des betreffenden Getriebezweigs gebildet ist.you may provide that only one, the first or the second transmission input shaft comprehensive transmission branch with a synchronizer according to the invention Is provided. In contrast, However, it is preferred that the first transmission input shaft comprehensive first transmission branch and the second transmission input shaft comprehensive second transmission branch in each case a separate synchronizer is assigned, which is a respective rotational shaft associated inertial mass arrangement with adjustable moment of inertia having. An advantageous embodiment is characterized from that for both transmission branches the respective rotary shaft of a countershaft the relevant transmission branch is formed.
Der Trägheitsmassenanordnung kann vorteilhaft eine Führungs- und Halteanordnung zugeordnet sein, über die Drehmitnahmekräfte zwischen der Drehwelle und der Trägheitsmassenanordnung übertragbar und unter Vermittlung wenigstens eines Aktuators der Einstelleinrichtung wenigstens ein Massenelement der Trägheitsmassenanordnung definiert in einer jeweiligen Radialposition haltbar und bedarfsweise definiert radial verstellbar ist.Of the Inertial mass arrangement can advantageously be a management and holding arrangement to be assigned, via the rotational drive forces between the rotary shaft and the inertial mass arrangement transferable and by mediating at least one actuator of the adjusting device defines at least one mass element of the inertial mass arrangement durable in a respective radial position and defined as needed is radially adjustable.
Betreffend den Aktuator (oder allgemein eine vorgesehene Aktuatoranordnung) wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein hydraulischer Stellzylinder, vorzugsweise wenigstens ein doppelt wirkender hydraulischer Stellzylinder, vorgesehen ist.Concerning the actuator (or generally an intended actuator assembly) It is proposed that at least one hydraulic actuating cylinder, preferably at least one double-acting hydraulic actuating cylinder provided is.
Eine andere Möglichkeit ist, dass der Aktuator in die Führungs- und Halteanordnung integriert oder zur gemeinsamen Drehung mit dieser verbunden ist. Hierzu wird speziell vorgeschlagen, dass der Aktuator als hydraulischer Stellzylinder, vorzugsweise doppeltwirkender hydraulischer Stellzylinder, ausgebildet ist und dass wenigstens ein in radialer Richtung in einer mit der Drehwelle zur gemeinsamen Drehung gekoppelten oder koppelbaren Radialführung geführtes Kolben-Kolbenstangen-Element wenigstens ein Massenelement aufweist oder unmittelbar mit wenigstens einem Massenelement verbunden ist.A different possibility is that the actuator enters the leadership and holding arrangement integrated or for common rotation with this connected is. For this purpose, it is specifically proposed that the actuator as a hydraulic actuating cylinder, preferably double-acting hydraulic Stellzylinder, is formed and that at least one in radial Direction in a coupled with the rotary shaft for common rotation or coupleable radial guide run Piston piston rod element has at least one mass element or directly connected to at least one mass element.
Wie oben schon angesprochen, kann eine die Einstelleinrichtung ansteuernde Steuereinheit vorgesehen sein. Hierzu wird speziell vorgeschlagen, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die beim Schalten zwischen einem Ausgangsgang und einem Zielgang des Schaltgetriebes die Einstelleinrichtung in Abhängigkeit von einem Übersetzungssprung zwischen dem Ausgangsgang und dem Zielgang oder/und in Abhängigkeit von wenigstens einer mittels einer Sensoranordnung erfassten Drehzahl ansteuert, um vermittels einer Änderung des wirksamen Trägheitsmoments durch Abbremsen bzw. Beschleunigen einer Drehzahl zu synchronisieren oder eine Synchronisation zumindest zu unterstützen. Die Steuereinheit kann vorteilhaft dafür ausgelegt sein, für verschiedene Übersetzungssprünge verschiedene Stellzeiten vorzusehen, vorzugsweise derart, dass für die verschiedenen Übersetzungssprünge zumindest annähernd gleiche Synchronisierzeiten erreicht werden. Es wird auf die Erläuterungen oben verwiesen. Man kann die Steuereinheit dafür auslegen, für verschiedene wählbare oder sich einstellende Fahrmodi verschiedene Stellzeiten bzw. Synchronisierzeiten vorzusehen.As already mentioned above, it is possible to provide a control unit which activates the setting device. For this purpose, it is specifically proposed that a control unit is provided which, when switching between an output gear and a target gear of the gearbox, controls the adjusting device as a function of a ratio jump between the output gear and the target gear or / and as a function of at least one rotational speed detected by means of a sensor arrangement, by means of a change in the effective To synchronize moment of inertia by braking or accelerating a speed or at least to support a synchronization. The control unit can advantageously be designed to provide different positioning times for different translation jumps, preferably in such a way that at least approximately the same synchronization times are achieved for the various translation jumps. Reference is made to the explanations above. The control unit can be designed to provide different positioning times or synchronization times for different selectable or adjusting driving modes.
Gemäß Vorstehendem wird nach der Erfindung bereitgestellt eine Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, beispielsweise in einem bzw. für einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang, die dafür ausgelegt ist, beim Schalten zwischen Getriebegängen eine Synchronisation von Drehzahlen im Sinne eines Abbremsens bzw. Beschleunigens zu ermöglichen oder zumindest zu unterstützen. Erfindungsgemäß weist die Synchronisiereinrichtung eine Trägheitsmassenanordnung auf, die mit einer zu sychronisierenden oder/und mit zu synchronisierenden Bauteilen gekoppelten oder koppelbaren Drehwelle gekoppelt oder koppelbar ist zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse, wobei das wirksame Trägheitsmoment der Trägheitsmassenanordnung mittels einer zugeordneten Einstelleinrichtung einstellbar ist, um die Drehwelle und damit gekoppelte Bauteile wahlweise zu beschleunigen oder abzubremsen. Die Synchronisiereinrichtung kann entsprechend den vorstehend erläuterten Ausgestaltungsmöglichkeiten weitergebildet sein.As above According to the invention, a synchronization device is provided for a Manual transmission, for example in or for a drive train according to the invention, who designed it is, when switching between gears a synchronization of To allow speeds in the sense of deceleration or acceleration or at least support. According to the invention the synchronizer comprises an inertial mass arrangement, those with components to be synchronized and / or synchronized coupled or coupled rotary shaft coupled or coupled is for common rotation about a rotation axis, wherein the effective moment of inertia the inertial mass arrangement by means of an associated adjustment is adjustable to to selectively accelerate the rotary shaft and coupled components or decelerate. The synchronizer can accordingly the above explained Training options further developed be.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The The invention will be described in the following with reference to FIGS illustrated embodiments explained in more detail.
Beim
hier gezeigten schematischen Ausführungsbeispiel sind nur die
beiden Zahnräder
Bei
einem Gangwechsel müssen
die folgenden Bauteile synchronisiert werden: Die getriebeseitige
Hälfte
Das
Getriebegehäuse
ist
Das
Doppelkupplungsgetriebe
Zur
Verdeutlichung zeigt
Im Folgenden werden nun exemplarische Beispiele für die Ausführung einer erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung gegeben, die an einer im Prinzip beliebigen Getriebewelle eines Einfachkupplungsgetriebes oder Doppelkupplungsgetriebes angeordnet sein können.in the The following are exemplary examples of the execution of a synchronizer according to the invention given, which is based on a basically arbitrary transmission shaft of a Single clutch transmission or dual clutch transmission arranged could be.
Die
rotierenden Zuleitungen und Ableitungen zu den Zylindern, die als
Bohrungen in einem die Zylinder
Das
rotierende Kolben-Zylinder-Bauteil
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