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Title:
SHIFTING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/078318
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a shifting unit (1) for a motor vehicle gearbox, said switching unit comprising valves, which are connected between them by a pressure supply conduit (58) and by a pressure discharge conduit (60), associated with a distribution chamber (10) of a distribution cylinder (2). The distribution chamber (10) of the distribution cylinder (2) comprises at least one opening valve (26) and at least one closure valve (28). The invention is characterized in that additional valves (62, 64, 66, 68) enable the pressure supply conduit (58) and the pressure discharge conduit (60) to be controlled independently for closing, opening, blocking and/or exchanging.

Inventors:
STEINBORN MARIO (DE)
PETZOLD RAINER (DE)
MILLER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/001008
Publication Date:
August 25, 2005
Filing Date:
February 02, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
STEINBORN MARIO (DE)
PETZOLD RAINER (DE)
MILLER MARTIN (DE)
International Classes:
F15B11/00; F15B11/16; F15B20/00; F16H61/28; F16H61/12; (IPC1-7): F16H61/28; F15B11/00; F15B20/00; F15B11/16
Foreign References:
DE19756638A11999-06-24
US6467264B12002-10-22
EP0978440A22000-02-09
GB2163224A1986-02-19
EP1338802A22003-08-27
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schalteinheit (1) für ein Fahrzeuggetriebe mit Ventilen, die über eine Druckzufuhrleitung (58) und eine Druckabfuhrleitung (60) miteinander verbun den und einer Schaltkammer (10) eines Schaltzylinders (2) zugeordnet sind, wobei jede Schaltkammer (10) des Schaltzylinders (2) mindestens ein Ven til (26) aufweist, das die Funktion eines Öffnungsventils (26) und eines Schließventils (28) darstellen kann, dadurch gekennzeichnet, dass durch Zusatzventile (62,64, 66,68) die Druckzufuhrleitung (58) und die Druck abfuhrleitung (60) getrennt geschlossen, geöffnet, gesperrrt und/oder ge tauscht werden können.
2. Schalteinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h net, dassbeiAusfalldesderSchaltkammer (10) desSchaltzylinders (2) zugeordneten Öffnungsventils (26) das der Schaltkammer (10) des Schaltzylin ders (2) zugeordnete Schließventil (28) jeweils die Funktion des der Schalt kammer (10) zugeordneten Öffnungsventils (26) übernimmt und umgekehrt.
3. Schalteinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Öffnungsventil (26) und das Schließventil (28) Wegeventile, Proportionalventile oder Kombinationen davon sind.
Description:
Schalteinheit Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Moderne Getriebe, vor allem in Nutzfahrzeugen, werden immer häufiger elektronisch gesteuert, wobei die Schaltkräfte pneumatisch oder hydraulisch erzeugt werden, welche die Schaltgeschwindigkeit sowie den Schaltkomfort verbessern. Getriebe von größeren Nutzfahrzeugen sind des öfteren in ein Hauptgetriebe, ein Split-Gruppengetriebe und ein Bereichsgruppengetriebe aufgeteilt. Diese weisen eine beispielsweise durch eine Pneumatik untersützte Schalteinheit auf, die pneumatische Schaltungen im Split-Gruppengetriebe und im Bereichs-Gruppengetriebe durchführt, während die Schaltungen im Haupt- getriebe durch Synchronisierung mit Hilfe einer Getriebebremse bei Hochschal- tungen und mit Hilfe des Motors bei Rückschaltungen in der ausübenden Kraft durch die Pneumatik unterstützt werden können.

Eine solche Schalteinheit für ein Getriebe ist beispielsweise in der DE 100 29 497 A1 beschrieben. Diese elektropneumatische Schalteinheit für ein Fahrzeuggetriebe, das ein über Ventile pneumatisch geschaltetes Split- Gruppengetriebe und ein über Ventile pneumatisch geschaltetes Bereichs- gruppengetriebe aufweist, erfordert für jede Schaltkammer eines Schaltzylin- ders ein Öffnungs-und ein Schließventil, die über eine Zuluft-und eine Abluft- leitung mit den Zylinderkammern verbunden sind. Fällt nur eines dieser Ventile aus, kann die Funktionalität dieses Ventils für die jeweilige Zylinderkammer nicht mehr verändert werden, wodurch die Verfügbarkeit des Gesamtsystems eingeschränkt wird und in bestimmten Fällen nicht mehr zur Verfügung steht.

Zusätzlich ist die Dynamik der Schaltzylinder sehr begrenzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine uneinge- schränkte Verfügbarkeit der Schalteinheit auch bei Ventilfehlern darzustellen, ohne dabei eine komplizierte, störungsanfällige, zusätzlichen Bauraum benöti- gende Lösung darzustellen. Weiterhin soll die Schalteinheit das dynamische Verhalten des Getriebegesamtsystems verbessern.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisende, gattungsge- mäße Schalteinheit gelöst.

Eine vollständige Verfügbarkeit des Getriebegesamtsystems bei Einzel- fehlern in der Schalteinheit läßt sich dadurch erreichen, dass durch Zusatzven- tile die Druckzufuhr-und Druckabfuhrleitung getrennt voneinander geschlossen und geöffnet werden können. Jede Zylinderkammer wird mit mindestens einem Ventil mit öffnungs-und Schiießfunktionen bestückt. Dadurch ist es möglich, die Funktionalität der Ventile auszutauschen, wodurch die Funktion eines jeden Schaltventils umgedreht werden kann. Bei Ventilfehlern, z. B. durch einen Kurzschluß oder die Unterbrechung der Stromzufuhr, ist das Ventil in einer Endposition, die es nicht mehr verlassen kann und somit die zweite Position nicht mehr eingenommen werden kann. Infolgedessen funktioniert die Be-und Entlüftung der jeweiligen Zylinderkammer nicht mehr, was zu einem Ausfall der Funktionalität des Ventils führt. Durch die Möglichkeit der Umkehr bzw. Sper- rung und Öffnung der Zu-und Abluft übernimmt das zweite Ventil der Zylinder- kammer die ausgefallene Funktion des ersten Ventils der Zylinderkammer.

Zusätzlich können durch entsprechende Ventilbeschaltung die dynamischen Eigenschaften, wie Ansprechzeiten, Beschleunigungen von Zylinderkolben, Dämpfungen usw., verbessert werden.

Durch Anordnung eines oder mehrerer Ventile in Druckzufuhr-und Druckabfuhrleitung kann jede Leitung im Inneren des Systems eine Zu-oder Abfuhrleitung oder ein geschlossenes System (Kapselung) sein. Weiterhin können alle Leitungen Druck zuführen oder abführen oder sperren. Dadurch kann jedes Ventil mehrere Aufgabe erfüllen (Druckzuführen oder Druckabfüh- ren oder Sperrren).

Eine vollständige Verfügbarkeit bei Einzelventilfehlern läßt sich dadurch erreichen, dass durch die Anordnung eines oder mehrerer Ventile in Druckzu- fuhr-und Druckabfuhrleitung die Druckversorgungs-und Druckabfuhrleitungen ausgetauscht werden können. Dadurch kann die Funktion eines jeden Ventils umgedreht werden. Ist beispielsweise ein Ventil in der Versorgungsleitung durch Kurzschluß permanent geöffnet und im Zylinderraum soll Druck abge- baut werden, werden die Versorgungsleitungen vertauscht. Dabei bewirkt das defekte Ventil eine Druckreduzierung in der Zylinderkammer. Eine weitere Verbesserung läßt sich durch getrenntes Öffnen und Schließen sowie Sperren (Dämpfung) der Druckversorgungs-und Druckabfuhrleitungen erzielen.

Eine Veränderung der Dynamik kann z. B. dadurch erreicht werden, dass alle inneren Systemleitungen Druckzufuhr-oder Druckabfuhrleitungen oder geschlossen sind. Weiterhin kann auch eine Leitung Druckzufuhrleitung sein und die andere ist geschlossen. Weiterhin kann auch eine Leitung Druck- abfuhrleitung sein und die andere ist geschlossen.

Durch die Möglichkeit der Umkehr bzw. Sperrung und Öffnung der Druckzu-und Druckabfuhr wird die ausgefallene Funktion des Ventils der Zy- linderkammer trotzdem zur Verfügung gestellt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt die für die Erfindung wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Schalteinheit 1 für ein automatisches Schaltgetriebe mit einem Grundgetriebe, einem Split-Gruppengetriebe, einem Bereichsgruppen- getriebe und einer Getriebebremse.

Die Schalteinheit 1 weist Schaltzylinder 2,4, 6 und 8 auf, die in einem gemeinsamen, nicht dargestellten Gehäuse untergebracht werden können. Der Schaltzylinder 2 weist Schaltkammern 10 und 12, der Schaltzylinder 4 Schalt- kammern 14 und 16, der Schaltzylinder 6 Schaltkammern 18 und 20 sowie der Schaltzylinder 8 Schaltkammern 22 und 24 auf. Die Schaltkammer 10 des Schaltzylinders 2 ist mit einem Öffnungsventil 26 und einem Schließventil 28 verbunden. Die Schaltkammer 12 des Schaltzylinders 2 ist mit einem Öff- nungsventil 30 und einem Schließventil 32 verbunden. Die Schaltkammer 14 des Schaltzylinders 4 ist mit einem Öffnungsventil 34 und einem Schließven- til 36 verbunden. Die Schaltkammer 16 des Schaltzylinders 4 ist mit einem Öffnungsventil 38 und einem Schließventil 40 verbunden. Die Schaltkammer 18 des Schaltzylinders 6 ist mit einem Öffnungsventil 42 und einem Schließven- til 44 verbunden. Die Schaltkammer 20 des Schaltzylinders 6 ist mit einem Öffnungsventil 46 und einem Schließventil 48 verbunden. Die Schaltkammer 22 des Schaltzylinders 8 ist mit einem Öffnungsventil 50 und einem Schließven- til 52 verbunden. Die Schaltkammer 24 des Schaltzylinders 8 ist mit einem Öffnungsventil 54 und einem Schließventil 56 verbunden. Die Öffnungsventi- le 26,30, 34,38, 42,46, 50 und 54 sind über ein Zusatzventil 62 mit einer Zuluftleitung 58 und über ein Zusatzventil 68 mit einer Abluftleitung 60 verbun- den. Die Schließventile 28,32, 36,40, 44,48, 52 und 56 sind über Zusatzventi- le 64 und 66 mit einer Abluftleitung 60 verbunden. Durch die Zusatzventile 62, 64,66 und 68 können die Zuluftleitung 58 und die Abluftleitung 60 getrennt voneinander geschlossen, geöffnet und/oder in ihrer Funktion ausgetauscht werden. Dadurch wird ermöglicht, dass die Öffnungsventile 26,30, 34,38, 42, 46,50 und 54 die Funktionen der Schließventile 28,32, 36,40, 44,48, 52 und 56 übernehmen können und umgekehrt. Der Schaltzylinder 2 ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel für das Schalten der Gänge R und 1 im Grundgetriebe, der Schaltzylinder 4 für das Schalten der Gänge 2 und 3 im Grundgetriebe, der Schaltzylinder 6 für das Schalten des Split-Gruppenge- triebes und der Schaltzylinder 8 für das Schalten des Bereichsgruppengetriebe zuständig. Ein Schaltventil 70 ist mit der Zuluftleitung 58 und das Schalten- til 72 mit der Abluftleitung 60 verbunden. Über die Schaltventile 70 und 72 ist die nicht dargestellte Getriebebremse mit der Zuluftleitung 58 und der Abluftlei- tung 60 verbunden.

Bezuaszeichen 1 Schalteinheit 2 Schaltzylinder 4 Schaltzylinder 6 Schaltzylinder 8 Schaltzylinder 10 Schaltkammer<BR> 1 2 Schaltkammer 14 Schaltkammer <BR> 16 Schaltkammer<BR> 18 Schaltkammer 20 Schaltkammer 22 Schaltkammer 24 Schaltkammer 26 Öffnungsventil 28 Schließventil 30 Öffnungsventil 32 Schließventil 34 Öffnungsventil 36 Schließventil 38 Öffnungsventil 40 Schließventil 42 Öffnungsventil 44 Schließventil 46 Öffnungsventil 48 Schließventil 50 Öffnungsventil 52 Schließventil 54 Öffnungsventil 56 Schließventil 58 Zuluftleitung 60 Abluftleitung 62 Zusatzventil 64 Zusatzventil 66 Zusatzventil 68 Zusatzventil 70 Schaltventil 72 Schaltventil