DE10140745A1 - Einrichtung zum Betätigen von Kupplungen sowie Verfahren zum Betreiben einer Eiinrichtung zum Betätigen von Kupplungen - Google Patents

Abstract

Einrichtung zum vorzugsweise automatisierten Betätigen von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der mehrere Kupplungen wie Reibungskupplungen umfaßt, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Betätigen von Kupplungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum vorzugsweise automatisierten Betäti­ gen von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der mehrere Kupplungen wie Reibungskupplungen umfaßt, sowie ein Verfahren zum Betrei­ ben einer Einrichtung zum Betätigen von Kupplungen.

Um bei Fahrzeugen mit Stufengetrieben während der Übersetzungswechselpha­ se die Zugkraftunterbrechung zeitlich und/oder betragsmäßig zu verringern oder sie sogar zu verhindern sind eine Vielzahl von Lösungsansätzen vorgeschlagen worden. Gemäß einem dieser Lösungsansätze wird vorgeschlagen, die Überset­ zungsstufen eines Getriebes in Gruppen aufzuteilen, die jeweils von parallelen Getriebesträngen umfaßt werden und die jeweils einer Kupplung zugeordnet sind, mittels derer sie vom Antriebsmotor trennbar sind, so daß durch eine Betä­ tigung der Kupplungen im übergehenden Wechsel ein zugkraftunterbrechungs­ reduzierter Wechsel von einem Übersetzungsverhältnis eines Stranges zu einem Übersetzungsverhältnis eines anderen Stranges ermöglicht wird. Sinnvollerweise sind bezüglich ihrer Übersetzung aufeinanderfolgende Übersetzungsstufen, sowie andere Übersetzungsstufen, zwischen denen zugkraftunterbrechungsre­ duziert geschaltet werden soll, unterschiedlichen Getriebesträngen zugeordnet. Bekannt geworden sind Ausführungsformen mit zwei parallelen Getriebestränge und zwei diesen zugeordnete Kupplungen.

Bedingt durch einen Ausfall und/oder die Fehlerhaftigkeit der Versorgungs- und/oder Steuersignale oder der Energieversorgung eines oder sogar beider Antriebe insbesondere während eines Übersetzungswechsels kann beispiels­ weise wegen Ausfall der Versorgungsspannung ein Betriebszustand eintreten, in dem jede der Kupplungen ein Moment überträgt. Unter ungünstigen Umständen wird ein sehr großes Moment auf die Fahrzeugräder übertragen, weiterhin wer­ den aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse in den Getriebe­ strängen die Stränge und die Kupplungen verspannt. Ein solcher Zustand ist als hochgradig kritisch einzustufen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Betätigung von Kupplungen sowie ein Verfahren zur Betätigung einer Einrichtung zur Betätigung von Kupplungen zu schaffen, welche(s) geeignet ist, ein beschriebener Zustand zu verhindern oder umgehend zu verlassen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung zum vorzugsweise automati­ sierten Betätigen von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der einen ersten Strang, umfassend eine erste Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer ersten Kupplung zugeordnet ist und einen zu diesem parallelen zweiten Strang, umfassend eine zweite Gruppe von Übersetzungsstufen, wel­ cher einer zweiten Kupplung zugeordnet ist aufweist, wobei die Kupplungen im übergehenden Wechsel betätigbar sind, um einen zugkraftunterbrechungsfreien Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungs­ stufen der zweiten Gruppe zu ermöglichen, dadurch, daß die Einrichtung zur Betätigung der ersten Kupplung einen elektrohydraulischen Antrieb und zur Betätigung der zweiten Kupplung einen elektromechanischen Antrieb aufweist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Betätigungsmechanismus zumindest einer der Kupplungen selbsthemmend, bei einer Nichtbetätigung erfolgt trotz der durch die Kupplungsfeder wirkenden Kraft keine wesentliche Änderung der Stellung des Antriebes. Besonders bevorzugt wird eine Ausfüh­ rungsform, bei der die Betätigungsmechanismen beider Kupplungen selbst­ hemmend ausgeführt sind. Die Selbsthemmung kann bei einer elektromechani­ schen Ausführung beispielsweise innerhalb des Betätigungsmechanismusses im Getriebe zwischen Ankerwelle des Elektromotors und Ausrücksystem oder bei einer elektrohydraulischen Ausführung innerhalb des Stellers des Geberzylinders bewirkt werden.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist weiterhin zumindest eine der Kupp­ lungen eine aktiv zugedrückte, die unter Aufbringung einer Betätigungskraft geschlossen wird. Sehr zweckmäßig ist es, wenn zumindest die hydraulisch betätigte Kupplung eine aktiv zugedrückte ist. Während im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel beide Kupplungen aktiv zugedrückt sind, kann es in einem ande­ ren Ausführungsbeispiel auch zweckmäßig sein, wenn eine Kupplung gedrückt und die andere gezogen wird. Auch die Ausführung beider Kupplungen als aktiv aufgedrückte kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, wobei dann das erfin­ dungsgemäße Verfahren zur Betätigung sinngemäß angepaßt wird.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorteilhafterweise zur Steue­ rung des hydraulischen Antriebes ein stromlos öffnenden Ventils vorgesehen. In Zusammenhang mit einer aktiv zugedrückten Kupplung kann so beispielsweise im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung das Druckmittel abfließen und die zugehörige Kupplung öffnen.

Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Betätigung von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der einen ersten Strang, umfassend eine erste Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer ersten Kupplung zugeordnet ist und einen zu diesem parallelen zweiten Strang, umfassend eine zweite Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer zweiten Kupplung zugeordnet ist aufweist, wobei die Kupplungen vorzugsweise automa­ tisiert mittels einer Betätigungseinrichtung, die den Kupplungen zugeordnete Antriebe umfaßt, im übergehenden Wechsel betätigbar sind, um einen zugkraft­ unterbrechungsfreien Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungsstufen der zweiten Gruppe zu ermöglichen, dadurch gelöst, daß bei Ausfall und/oder Fehlerhaftigkeit der Versorgungs- und/oder Steuersig­ nale oder der Energieversorgung zumindest eines Antriebes wenigstens einer der Stränge aufgetrennt wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Übertragungskapazität einer Kupplung zumindest annähernd auf Null reduziert, während die Übertragungskapazität der anderen Kupplung ungleich Null ist und im ihr zugeordneten Strang eine Übersetzungsstufe eingelegt ist, es wird so das Kupplungsmoment der einen Kupplung - gewandelt durch die in diesem Strang eingelegte Übersetzungsstufe - auf den Abtrieb übertragen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Über­ tragungskapazität beider Kupplungen ungleich Null, wobei in einem Strang eine Übersetzungsstufe eingelegt ist und im anderen Strang Neutral eingelegt wird. Auch hier wird erreicht, daß das Kupplungsmoment nur einer der Kupplungen auf den Abtrieb übertragen wird.

Von Vorteil ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfinderischen Ge­ dankens weiterhin, beide Stränge aufzutrennen, so daß kein Moment mehr auf den Abtrieb übertragen wird. Dies kann beispielsweise durch ein Öffnen beider Kupplungen, durch das Einlegen von Neutral in beiden Strängen oder durch Öffnen einer Kupplung und Einlegen von Neutral im anderer Strang erfolgen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend anhand von Figuren beschrieben, dabei zeigt

Fig. 1 schematisch und beispielhaft ein Fahrzeug 1 mit Drehmomentüber­ tragungseinrichtung 4 und Getriebe 6,

Fig. 2 schematisch und beispielhaft einen geteilten Antriebsstrang eines Fahrzeuges und

Fig. 3 eine Betätigungseinrichtung eines Kupplungsaggregates.

Die Fig. 1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Fahrzeug 1 mit Drehmoment­ übertragungseinrichtung 4 und Getriebe 6. Die Drehmomentübertragungseinrich­ tung 4 ist vorliegend im Kraftfluß zwischen Antriebsmotor 2 und Getriebe 6 an­ geordnet; zweckmäßigerweise ist zwischen Antriebsmotor 2 und der Drehmo­ mentübertragungseinrichtung 4 eine geteilte Schwungmasse angeordnet, deren Teilmassen gegeneinander unter Zwischenschaltung einer Feder-Dämpfer- Einrichtung verdrehbar sind, wodurch wesentlich insbesondere die schwin­ gungstechnischen Eigenschaften des Antriebsstranges verbessert werden. Vor­ zugsweise wird die Erfindung mit einer Dämpfungseinrichtung zum Aufnehmen bzw. Ausgleichen von Drehstößen bzw. Einrichtung zum kompensieren von Drehstößen bzw. Drehstoß mindernder Einrichtung bzw. Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen kombiniert, wie sie insbesondere in den Veröffent­ lichungen DE-OS 34 18 671, DE-OS 34 11 092, DE-OS 34 11 239, DE-OS 36 30 398, DE-OS 36 28 774 und DE-OS 37 21 712 der Anmelderin beschrieben ist.

Das Fahrzeug 1 wird von einem Antriebsmotor 2, der vorliegend als Verbren­ nungsmotor wie Otto- oder Dieselmotor dargestellt ist, angetrieben; in einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Antrieb auch mittels Hybridantrieb, elekt­ romotorisch oder hydromotorisch erfolgen.

Das Getriebe 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß zwei Getriebestränge vorhanden sind, die Gruppen von Übersetzungsstufen umfassen und die Kupplungen 70, 71 zugeordnet sind, wodurch durch eine Betätigung der Kupplungen 70, 71 im übergehenden Wechsel ein zugkraftunter­ brechungsreduzierter Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungsstufen der zweiten Gruppe ermöglicht wird. Mit der Fig. 2 ist dieser Bereich des Antriebsstranges detailliert gezeigt und beschrieben.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung 4, ist im gezeigten Ausführungsbei­ spiel ein Reibungskupplungsaggregat, das die beiden Kupplungen 70, 71 um­ faßt, mittels derer der Antriebsmotor 2 von dem Getriebe 6 insbesondere zum Anfahren oder zur Durchführung von Schaltvorgängen trennbar ist. Durch ein zunehmendes Ein- bzw. Ausrücken der Kupplungen 70, 71 wird mehr oder we­ niger Moment übertragen, hierzu werden eine Anpreßplatte und eine Druckplatte axial relativ gegeneinander verschoben und nehmen eine zwischengeschaltete Reibscheibe mehr oder weniger mit. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 4 ist vorteilhaft selbstnachstellend, d. h. der Verschleiß der Reibbeläge wird derart ausgeglichen, daß eine konstante geringe Ausrückkraft gewährleistet ist. Vor­ zugsweise wird die Erfindung mit einer Reibungskupplung kombiniert, wie sie insbesondere in den Veröffentlichungen DE-OS 42 39 291, DE-OS 42 39 289, DE-OS 43 06 505 und der Anmeldung DE 10 01 7815.4 der Anmelderin be­ schrieben ist.

Mittels einer Welle 8 sind die Räder 12 des Fahrzeuges 1 über ein Differential 10 angetrieben. Den angetriebenen Rädern 12 sind Drehzahlsensoren 60, 61 zu­ geordnet, wobei gegebenenfalls auch nur ein Drehzahlsensor 60 oder 61 vorge­ sehen ist, die jeweils ein Signal entsprechend der Drehzahl der Räder 12 erzeu­ gen; zusätzlich oder alternativ ist ein Sensor 52 an anderer geeigneter Stelle im Antriebsstrang, beispielsweise an der Welle 8, zur Ermittlung der Getriebeaus­ gangsdrehzahl vorgesehen. Die Getriebeeingangsdrehzahl kann mittels eines weiteren Sensors ermittelt werden oder auch, wie im vorliegenden Ausführungs­ beispiel, aus der Antriebsmotordrehzahl bestimmt werden, so kann beispielswei­ se das im Getriebe eingestellte Übersetzungsverhältnis bestimmt werden.

Eine Betätigung der Reibungskupplungen 70, 71, die vorteilhaft aktiv zugedrückt, in einem anderen Ausführungsbeispiel zweckmäßigerweise auch gezogen oder auch eine gedrückt und die andere gezogen ausgeführt werden können, erfolgt vorliegend mittels einer Betätigungseinrichtung 46, die zwei Antriebe oder auch einen Kombinierten Antrieb zur Betätigung der Kupplungen 70, 71 umfaßt.

Zur Betätigung des Getriebes 6 sind Betätigungseinrichtungen 48, 50 vorgese­ hen, wobei jede der Betätigungseinrichtungen Übersetzungsstufen eines Getrie­ bestranges betätigt. Die Betätigungseinrichtungen 48, 50 umfassen jeweils einen Antrieb für eine Wählbetätigung und einen weiteren für eine Schaltbetätigung. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine einzige derartige Betätigungsein­ richtung 48 oder 50 zur Betätigung beider Getriebestränge bevorzugt, die geeig­ net ist, sowohl Übersetzungsstufen des einen Stranges als auch Übersetzungs­ stufen des anderen Stranges ein- bzw. auszulegen. Auch die Verwendung einer anders gestalteten Betätigungseinrichtung mit nur einem Antrieb zur Erzeugung einer Wähl- bzw. einer Schaltbewegung, wie beispielsweise einer Schaltwalzen­ betätigung, ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel zweckmäßig; auch hier kann für jeden Strang eine eigene Betätigungseinrichtung oder auch eine ent­ sprechend gestaltete einzige Betätigungseinrichtung für beide Stränge vorgese­ hen sein.

Die Betätigungseinrichtung 46 umfaßt im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen hydraulischen Antrieb zur Betätigung der Kupplung 70 und einen elektri­ schen Antrieb zur Betätigung der Kupplung 71, wobei es in einem anderen Aus­ führungsbeispiel auch sehr zweckmäßig sein kann die Kupplung 70 elektromoto­ risch und die Kupplung 71 hydraulisch zu betätigen oder, insbesondere wenn große Betätigungskräfte gefordert sind, für beide Kupplungen ein hydraulisches System zur Betätigung vorzusehen; die Getriebebetätigungseinrichtungen 48, 50 sind als elektrische Gleichstrommotoren ausgeführt.

Die Steuerung der Kupplung 4 und des Getriebes 6 erfolgt durch eine Steuerein­ richtung 44, die zweckmäßigerweise mit der Betätigungseinrichtung 46 eine bauliche Einheit bildet, wobei es in einem anderen Ausführungsbeispiel auch von Vorteil sein kann, diese an anderer Stelle im Fahrzeug anzubringen. Die Betätigung der Kupplungen 70, 71 und des Getriebes 6 kann in einer automati­ schen Betriebsart durch die Steuereinrichtung 44 automatisiert erfolgen oder in einer manuellen Betriebsart durch eine Fahrereingabe mittels einer Überset­ zungswahleinrichtung 60, wie Schalthebel, wobei die Eingabe mittels Sensor 61 erfaßt wird.

In der automatischen Betriebsart werden Übersetzungsstufenwechsel durch eine entsprechende Ansteuerung der Betätigungseinrichtungen 46, 48 und 50 gemäß Kennlinien durchgeführt, die in einem der Steuereinrichtung 44 zugeordneten Speicher abgelegt sind. Es sind eine Mehrzahl von durch zumindest eine Kennli­ nie festgelegter Fahrprogramme vorhanden, zwischen denen der Fahrer wählen kann, wie ein sportliches Fahrprogramm, in dem der Antriebsmotor 2 leistungs­ optimiert betrieben wird, ein Economy-Programm, in welchen der Antriebsmotor 2 verbrauchsoptimiert betrieben wird oder ein Winter-Programm, in dem das Fahrzeug 1 fahrsicherheitsoptimiert betrieben wird; weiterhin sind im beschrie­ benen Ausführungsbeispiel Kennlinien adaptiv beispielsweise an das Fahrerver­ halten und/oder an andere Randbedingungen wie Fahrbahnreibung, Außentem­ peratur etc. anpaßbar.

Eine Steuereinrichtung 18 steuert den Antriebsmotor 2 über Einflußnahme auf Gemischzuführung oder Zusammensetzung, wobei in der Figur stellvertretend eine Drosselklappe 22 dargestellt ist, deren Öffnungswinkel mittels eines Win­ kelgebers 20 erfaßt wird und dessen Signal der Steuereinrichtung 18 zur Verfü­ gung steht. Bei anderen Ausführungen der Antriebsmotorregelung wird der Steuereinrichtung 18, falls es sich um einen Verbrennungsmotor handelt, ein entsprechendes Signal zur Verfügung gestellt, anhand dessen die Gemischzu­ sammensetzung und/oder das zugeführte Volumen bestimmt werden kann; zweckmäßigerweise wird auch das Signal einer vorhandenen Lambdasonde verwendet. Weiterhin steht der Steuereinrichtung 18 im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel ein Signal eines vom Fahrer betätigten Lasthebels 14, dessen Stellung mittels eines Sensors 16 erfaßt wird, ein Signal über eine Motordreh­ zahl, erzeugt durch einen Drehzahlsensor 28, der der Motorabtriebswelle zuge­ ordnet ist, ein Signal eines Saugrohrdrucksensors 26 sowie ein Signal eines Kühlwassertemperatursensors 24 zur Verfügung.

Die Steuereinrichtungen 18 und 44 können in baulich und/oder funktionell ge­ trennten Teilbereichen ausgebildet sein, dann sind sie zweckmäßigerweise bei­ spielsweise mittels eines CAN-Bus 54 oder eine andere elektrische Verbindung zum Datenaustausch miteinander verbunden. Jedoch kann es auch vorteilhaft sein, die Bereiche der Steuereinrichtungen zusammenzufassen, insbesondere da eine Zuordnung der Funktionen nicht immer eindeutig möglich ist und ein Zusammenwirken notwendig ist. Insbesondere kann während bestimmten Pha­ sen des Übersetzungsstufenwechsels die Steuereinrichtung 44 den Antriebs­ motor 2 bezüglich der Drehzahl und/oder des Momentes steuern.

Sowohl die Betätigungseinrichtung 46 als auch die Betätigungseinrichtungen 48 und 50 erzeugen Signale, aus denen eine Position des Endbetätigungselemen­ tes zumindest abgeleitet werden kann, welche der Steuereinrichtung 44 zur Verfügung stehen. Die Positionsermittlung erfolgt vorliegend innerhalb des Ak­ tors, wobei ein Inkrementalgeber verwendet wird, der die Aktorposition in Bezug zu einem Referenzpunkt bestimmt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es jedoch auch zweckmäßig sein, den Geber außerhalb des Aktors anzuordnen und/oder eine absolute Positionsbestimmung beispielsweise mittels eines Po­ tentiometers vorzusehen. Eine Bestimmung der Aktorposition ist in Hinblick auf den Kupplungsaktor insbesondere deshalb von großer Bedeutung, als hierdurch der Greifpunkt der Kupplung 4 einem bestimmten Einrückweg und somit einer Aktorposition zuordenbar wird. Vorteilhaft wird der Greifpunkt der Kupplung 4 bei Inbetriebnahme und während des Betriebs wiederholt neu bestimmt, insbeson­ dere in Abhängigkeit von Parametern wie Kupplungsverschleiß, Kupplungstem­ peratur etc. Eine Bestimmung der Getriebeaktorpositionen ist in Hinblick auf die Bestimmung des eingelegten Übersetzungsverhältnisses wichtig.

Weiterhin stehen der Steuereinrichtung 44 Signale von Drehzahlsensoren 62 und 63 der nicht angetriebenen Räder 65 und 66 zur Verfügung. Zur Bestim­ mung einer Fahrzeuggeschwindigkeit kann es sinnvoll sein, den Durchschnitts­ wert der Drehzahlsensoren 62 und 63 bzw. 60 und 61 heranzuziehen, um Dreh­ zahlunterschiede etwa bei Kurvenfahrt auszugleichen. Mittels der Drehzahle­ signale kann die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und darüber hinaus auch eine Schlupferkennung durchgeführt werden. In der Figur sind Ausgabeverbin­ dungen der Steuereinrichtungen als durchgezogene Linien dargestellt, Eingabe­ verbindungen sind gestrichelt dargestellt. Die Verbindung der Sensoren 60, 61, 62 und 63 zur Steuereinrichtung 44/18 ist nur angedeutet.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Betätigen von Kupplungen ist besonders vorteilhaft so ausgebildet, daß bei Ausfall und/oder Fehlerhaftigkeit der Versor­ gungs- und/oder Steuersignale oder der Energieversorgung oder einem Ver­ gleichbaren Zustand zumindest eines Antriebes wenigstens einer der Stränge aufgetrennt werden kann. Es ist hierzu bevorzugterweise eine unabhängige Notbetätigungseinrichtung vorgesehen, mittels eine Kupplung ohne Verwendung des Antriebes geöffnet werden kann; eine derartige Notbetätigungseinrichtung ist nur für eine Kupplung vorgesehen. In einem anderen Ausführungsbeispiel wei­ sen zweckmäßigerweise die Betätigungsmechanismen beider Kupplungen eine Notbetätigungseinrichtung auf. Die Notbetätigungseinrichtung ist insbesondere in Zusammenhang mit einem selbsthemmenden Betätigungsmechanismus sinn­ voll, gegebenenfalls kann jedoch auch deren Verwendung zusammen mit einem nicht selbsthemmenden Betätigungsmechanismus zweckmäßig sein.

Ein im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendeter selbsthem­ mender Betätigungsmechanismus kann ein elektromechanischer sein, bei dem die Betätigung der Kupplung mittels eines Elektromotors erfolgt, der mechanisch mit dem Ausrücksystem verbunden ist, wobei die Selbsthemmung mechanisch in den Übertragungsgliedern erzeugt wird. Auch die Verwendung eines elektrohyd­ raulischen Betätigungsmechanismus, bei dem ein elektromotorischer Steller unter Zwischenschaltung einer hydrostatischen Strecke und gegebenenfalls wei­ teren mechanischen Übertragungselementen das Ausrücksystem betätigt kann sehr zweckmäßig sein; in diesem Fall kann die Selbsthemmung entweder me­ chanisch oder durch die Verwendung von Ventilen, die bei Nichtbetätigung eine sperrende Vorzugsstellung einnehmen und so einen Druckabfall verhindern, erreicht werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es sehr vorteilhaft, einen hydraulische Betätigungsmechanismus zu wählen, bei dem eine Pumpe einen Betriebsdruck erzeugt, der mittels Ventilen gesteuert wird, wobei gegebe­ nenfalls unter Zwischenschaltung mechanischer Übertragungselemente eine Betätigung des Ausrücksystems erzeugt wird. Eine Selbsthemmung kann hier durch Ventile erreicht werden, die bei Nichtbetätigung eine sperrende Vorzugs­ stellung einnehmen und so einen Druckabfall verhindern.

Zur vom Kupplungsantrieb unabhängigen Notbetätigung des Betätigungsmechanis­ mus ist im Falle eines hydromechanischen oder hydraulischen Betätigungsme­ chanismusses zweckmäßigerweise ein Ventil vorgesehen, das nichtbetätigt eine Vorzugsstellung einnimmt, die einen Druckabbau im auf das Ausrücksystem wirkenden Betätigungszylinder erlaubt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird zumindest ein Strang nicht durch Öffnen der Kupplung, sondern durch Einlegen von Neutral aufgetrennt. Die Not­ betätigungseinrichtung ist in diesem Fall an der Getriebebetätigung vorgesehen und geeignet, bei Ausfall und/oder Fehlerhaftigkeit der Versorgungs- und/oder Steuersignale oder der Energieversorgung ein Herausnehmen einer eingelegten Übersetzungsstufe zu ermöglichen; zweckmäßig kann eine Ausgestaltung sein, bei der Übersetzungsstufen aktiv eingeschaltet und aktiv gehalten werden, so daß inaktiv Neutral die Vorzugsstellung ist. Auch ein Mechanismus, der ge­ nanntem Ausfall oder Fehlerhaftigkeit unabhängig ein Auslegen einer Überset­ zungsstufe ermöglicht, wie Energiespeicher, kann in einer weiteren Ausfüh­ rungsform als Notbetätigungseinrichtung zur Anwendung kommen.

Mit Fig. 2 ist schematisch und beispielhaft ein geteilter Antriebsstrang 200 eines Fahrzeuges gezeigt. Ausgehend vom Antriebsmotor 201 verzweigt sich der Antriebsstrang 200 in zwei Stränge 202 und 203, die im Abtrieb 212 wieder zu­ sammengeführt werden. Jeder dieser beiden parallelen Stränge umfaßt eine Gruppe von Übersetzungsstufen 208 und 209, wobei Übersetzungsstufen, zwi­ schen denen zugkraftunterbrechungsreduziert geschaltet werden soll, unter­ schiedlichen Gruppen zugehören. Beispielsweise sind bezüglich ihrer Überset­ zung aufeinanderfolgende Übersetzungsstufen unterschiedlichen Gruppen zu­ geordnet, so daß in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Gänge 1, 3 und 5 zu Gruppe 208 und die Gänge R, 2 und 4 zu Gruppe 209 gehören. Der Strang 202 umfassend die Gruppe 208 ist der Kupplung 204 zugeordnet, der Strang 203 umfassend die Gruppe 209 ist der Kupplung 205 zugeordnet.

Die beiden Kupplungen 204 und 205 sind derart betätigbar, daß eine geschlos­ sen werden kann, während die andere geöffnet wird und umgekehrt. Auf diese Weise kann das Antriebsmoment des Antriebsmotors 201 wahlweise über den Strang 202 oder den Strang 203 übertragen werden oder es kann zwischen den beiden Strängen aufgeteilt werden, wobei das Aufteilungsverhältnis durch die eingestellte Übertragungskapazität der beiden Kupplungen 204 und 205 be­ stimmt wird; durch ein kontinuierliches Steigern der Übertragungskapazität der einen Kupplung und ein gleichzeitiges kontinuierliches Absenken der Übertra­ gungskapazität der anderen Kupplung kann ein fließender Momentenübergang von einem Strang auf den anderen erfolgen, wobei das auf den Abtrieb 212 übertragene Gesamtmoment trotz der in den Strängen unterschiedlichen Über­ setzungsverhältnisse und eines Wechsels zwischen diesen keine Unterbrechung oder unerwünscht große Gradienten aufweist.

Die Betätigungseinrichtungen 210 und 211 zur Schaltung der Gänge der Grup­ pen 208 und 209 in den Strängen 202 und 203 ist vorliegend elektromotorisch ausgeführt wie mit Fig. 1 beschrieben, mit der auch weitere vorteilhafte Ausfüh­ rungsbeispiele genannt sind. Die Betätigung der Kupplungen 204 und 205 mit­ tels den Antrieben 206 und 207 ist detailliert in der folgenden Fig. 3 gezeigt und beschrieben.

In Fig. 3 ist eine Betätigungseinrichtung eines Kupplungsaggregates 301 dar­ gestellt. Das Kupplungsaggregat 301 umfaßt zwei Kupplungsscheiben 314 und 315, mit denen zwei Kupplungen 302 und 303 gebildet werden. Die Kupplungs­ scheibe 314 ist mit der die Welle 312 umgebenden Hohlwelle 311 verbunden, die Kupplungsscheibe 315 ist mit der Welle 312 verbunden.

Mittels der Betätigungseinrichtung sind die Kupplungsscheiben durch eine axiale Verlagerung der jeweiligen Anpreß- und Druckplatte relativ zueinander zwischen diesen einspannbar, so daß eine dem Anpreßdruck entsprechende Mitnahme erfolgt und ein entsprechendes Moment auf die Welle 313 übertragen werden kann. Die Betätigung der Kupplung 302 erfolgt mittels eines Elektromotors 304, der unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten selbsthemmenden Ge­ triebes auf ein Ausrücksystem 310 wirkt, wodurch beispielsweise im Falle eines Ausfalles der Spannungsversorgung des Elektromotors 304 sich die Anpreß- bzw. Druckplatte der Kupplung 302 nicht wesentlich bewegen würde und sich die Übertragungskapazität somit nicht wesentlich ändern würde. Weiterhin wird also ein der Übertragungskapazität der Kupplung 302 entsprechendes Moment im betreffenden Strang übertragen, was insbesondere von Vorteil ist, um das Fahr­ zeug trotz Ausfall der Spannungsversorgung bewegen zu können.

Die Kupplung 303 wird mittels eines hydraulischen Zylinders 305 betätigt, der auf ein Ausrücksystem 309 wirkt, das ebenso wie das Ausrücksystem 310 ein Aus­ rücklager umfaßt, dessen einer Lagerteil mit der sich drehenden Anpreß- bzw. Druckplatte der betreffenden Kupplung in Verbindung steht und dessen anderer Lagerteil mit dem Antrieb des Ausrücksystems in Verbindung steht. Der Neh­ merzylinder 305 steht über die Hydraulikleitung a mit dem Geberzylinder 307 in Verbindung, der mittels eines nicht dargestellten selbsthemmenden elektromoto­ rischen Stellers betätigt wird; der Geberzylinder 307 steht über die Leitung c mit einem Speicher 308 für das Hydraulikmedium in Verbindung. Die Leitung b ver­ bindet den Nehmerzylinder 305 mit dem Speicher 308, wobei in der Leitung ein Ventil 306 vorgesehen ist. Das Ventil 306 ist vorliegend als 2/2-Wege-Ventil ausgeführt, wobei auch eine andere Ausführungsform in frage kommen würde, die dieselbe Funktion erfüllt, das stromlos die in der Figur gezeigte Vorzugsstel­ lung einnimmt. Für eine Betätigung der Kupplung 303 ist das Ventil 306 mit Strom beaufschlagt, so daß die Leitung b gesperrt wird. Ein durch den Geberzy­ linder 307 bewirkter Druckaufbau in der Leitung a hat eine entsprechende Be­ wegung des Nehmerzylinders 305 entgegen der Federkraft der Kupplung und somit eine Betätigung der Kupplung 303 - vorliegend ein Einrücken - zufolge. Im Falle eine Ausfalles der Versorgungsspannung der Betätigungseinrichtung der Kupplung 303 wäre der Steller des Geberzylinders 307 stromlos, aufgrund des­ sen Selbsthemmung würde jedoch kein Druckabfall in der Leitung a erfolgen können, was aus Gründen der Sicherheit bei einem Ausfall der Versorgungs­ spannung unbedingt erforderlich wäre. Durch das Ventil 306, dessen stromlose Vorzugsstellung die dargestellte ist, wird jedoch die Leitung b zum Speicher 308 hin geöffnet, so daß der Druck im Nehmerzylinder 305 abgebaut werden kann und die Kupplung 303 bedingt durch die in Öffnungsrichtung wirkende Federkraft der Kupplung öffnet, womit der betreffende Strang aufgetrennt wird. Das ge­ zeigte Ausführungsbeispiel verhindert vorteilhaft im Falle eines Ausfalls der Spannungsversorgung ein Verspannen der beiden Getriebestränge 202 und 203 bzw. der Kupplungen 302 und 303 indem ein Strang aufgetrennt wird und erlaubt dennoch die Bewegung des Fahrzeuges, indem im anderen Strang weiterhin ein (Teil-)Moment übertragen wird.

Gemäß eines weiteren erfinderischen Gedankens wird vorgeschlagen, in Ver­ bindung mit dem Getriebe des vorliegenden Fahrzeuges eine Elektromaschine vorzusehen, deren Rotor, beispielsweise mit einer frei drehbare Schwungmasse, die vorteilhaft mittels zumindest einer Kupplung von der Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine und von der Abtriebswelle zum Schwungnutz isolierbar ist, verbunden ist, beziehungsweise diese bildet, so daß mittels dieser Anordnungen Hybridantriebe möglich sind. Das Getriebe ermöglicht gemäß dieser Ausgestal­ tung eine umfassende Nutzung der Elektromaschine beispielsweise als Starter­ einheit für die Brennkraftmaschine, Stromgenerator, Teilantrieb, Vollantrieb sowie als Einheit zur Umwandlung kinetischer Energie in elektrische Energie oder in kinetische Rotationsenergie unter Verwendung des Rotors als Schwungmasse bei Verzögerungsvorgängen des Fahrzeugs bei abgekoppelter Brennkraftmaschine (Rekuperation).

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele­ mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei­ nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe­ nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver­ fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegens­ tand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (12)

1. Einrichtung zum vorzugsweise automatisierten Betätigen von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der einen ersten Strang, umfassend eine erste Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer ersten Kupplung zugeordnet ist und einen zu diesem parallelen zweiten Strang, umfassend eine zweite Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer zweiten Kupplung zugeordnet ist aufweist, wobei die Kupplungen im übergehenden Wechsel betätigbar sind, um einen zugkraftunterbrechungsfreien Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungsstufen der zweiten Gruppe zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei be­ züglich ihrer Übersetzung aufeinanderfolgende Übersetzungsstufen von un­ terschiedlichen Strängen umfaßt werden.

2. Einrichtung zum vorzugsweise automatisierten Betätigen von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, der einen ersten Strang, umfassend eine erste Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer ersten Kupplung zugeordnet ist und einen zu diesem parallelen zweiten Strang, umfassend eine zweite Gruppe von Übersetzungsstufen, welcher einer zweiten Kupplung zugeordnet ist aufweist, wobei die Kupplungen im übergehenden Wechsel betätigbar sind, um einen zugkraftunterbrechungsfreien Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungsstufen der zweiten Gruppe zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der ersten Kupplung ein elektrohydraulischer Antrieb und zur Betätigung der zweiten Kupplung elektromechanischen Antrieb vorgesehen ist.

3. Einrichtung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus zumindest einer der Kupplungen selbst­ hemmend ist.

4. Einrichtung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Kupplungen eine aktiv zugedrückte ist.

5. Einrichtung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus der den elektrohydraulischen Antrieb um­ faßt, weiterhin ein stromlos öffnendes Ventil umfaßt.

6. Verfahren zur Betätigung von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahr­ zeuges, der einen ersten Strang, umfassend eine erste Gruppe von Überset­ zungsstufen, welcher einer ersten Kupplung zugeordnet ist und einen zu die­ sem parallelen zweiten Strang, umfassend eine zweite Gruppe von Überset­ zungsstufen, welcher einer zweiten Kupplung zugeordnet ist aufweist, wobei die Kupplungen vorzugsweise automatisiert mittels einer Betätigungseinrich­ tung, die den Kupplungen zugeordnete Antriebe umfaßt, im übergehenden Wechsel betätigbar sind, um einen zugkraftunterbrechungsfreien Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungsstufen der zweiten Gruppe zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Übersetzungsstufenwechsel eine Kupplung geöffnet wird, während die ande­ re geschlossen wird.

7. Verfahren zur Betätigung von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahr­ zeuges, der einen ersten Strang, umfassend eine erste Gruppe von Überset­ zungsstufen, welcher einer ersten Kupplung zugeordnet ist und einen zu die­ sem parallelen zweiten Strang, umfassend eine zweite Gruppe von Überset­ zungsstufen, welcher einer zweiten Kupplung zugeordnet ist aufweist, wobei die Kupplungen vorzugsweise automatisiert mittels einer Betätigungseinrich­ tung, die den Kupplungen zugeordnete Antriebe umfaßt, im übergehenden Wechsel betätigbar sind, um einen zugkraftunterbrechungsfreien Wechsel zwischen Übersetzungsstufen der ersten Gruppe und Übersetzungsstufen der zweiten Gruppe zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aus­ fall und/oder Fehlerhaftigkeit der Versorgungs- und/oder Steuersignale oder der Energieversorgung zumindest eines Antriebes wenigstens einer der Stränge aufgetrennt wird.

8. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskapazität beider Kupplungen zumindest annähernd auf Null reduziert wird.

9. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskapazität der Kupplung eines Stranges zumindest an­ nähernd auf Null reduziert wird, während im anderen Strang Neutral eingelegt wird.

10. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Strängen Neutral eingelegt wird.

11. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskapazität einer Kupplung zumindest annähernd auf Null reduziert wird, während die Übertragungskapazität der anderen Kupplung ungleich Null ist und im ihr zugeordneten Strang eine Übersetzungsstufe ein­ gelegt ist.

12. Verfahren insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskapazität beider Kupplungen ungleich Null ist, wobei in einem Strang eine Übersetzungsstufe eingelegt ist und im anderen Strang Neutral eingelegt wird.