DE102004024267A1 - Automotive gear selector mechanism has control unit that registers the residence time in the neutral position - Google Patents

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Abstract

An automotive gear selector mechanism incorporates a control unit that registers the residence time in the neutral position (N) and/or the separation time required in clutch take-up when moving from rest. The control unit then executes the selection process when the residence period detected has exceeded a first threshold value (t1), and/or the separation period exceeds a second threshold value (t2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für ein Mehr-Gruppengetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a switching device for a multi-group transmission according to the preamble of claim 1

Die DE 101 52 860 A1 beschreibt eine Schaltvorrichtung für ein Mehr-Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs. Das Mehr-Gruppengetriebe weist ein Hauptgetriebe und ein Gruppengetriebe auf. Ein Fahrzeugführer bedient das Mehr-Gruppengetriebe mit einem Schalthebel, der in einem überlagerten H-Schaltbild geführt ist. Die Schaltvorrichtung verfügt über ein Stellglied, mittels welchem Schaltungen des Gruppengetriebes ausführbar sind und welches von einer Steuerungseinrichtung angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung führt Schaltungen des Gruppengetriebes in Abhängigkeit von einer Wählbewegung des Schalthebels und einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aus. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird mittels der Ausgangsdrehzahl des Mehrgruppengetriebes bestimmt. Bei einer Wählbewegung des Schalthebels entscheidet die Steuerungseinrichtung auf Grund der aktuellen Ausgangsdrehzahl und damit auf Grund der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, ob eine Schaltung des Gruppengetriebes notwendig ist. Ist dies der Fall, so führt die Steuerungseinrichtung die Schaltung mittels des Stellglieds selbsttätig aus.The DE 101 52 860 A1 describes a switching device for a multi-group transmission of a motor vehicle. The multi-group transmission has a main transmission and a group transmission. A driver operates the multi-group transmission with a shift lever, which is guided in a superimposed H-circuit diagram. The switching device has an actuator, by means of which circuits of the group transmission can be executed and which is controlled by a control device. The control device executes circuits of the group transmission in response to a selection movement of the shift lever and a speed of the motor vehicle. The speed of the motor vehicle is determined by means of the output speed of the multi-group transmission. In a selection movement of the shift lever, the control device decides on the basis of the current output speed and thus on the basis of the current speed of the motor vehicle, whether a circuit of the group transmission is necessary. If this is the case, then the control device automatically executes the circuit by means of the actuator.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltvorrichtung vorzuschlagen, welche in allen möglichen Betriebsweisen des Kraftfahrzeugs die passende Auswahl der Übersetzung des Gruppengetriebes ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.In contrast, is it is the object of the invention to propose a switching device, which in all sorts Operating modes of the motor vehicle the appropriate selection of the translation of the group transmission allows. According to the invention Task with a switching device with the features of the claim 1 solved.

Die Steuerungseinrichtung ist dazu vorgesehen, eine Verweilzeit des Schalthebels in einer Neutralstellung und/oder eine Trennzeit einer Anfahrkupplung zu erfassen. Während dieser Zeiten ist der Motor des Kraftfahrzeugs nicht mit dem Ausgang des Mehr-Gruppengetriebes verbunden. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann also nicht mittels des Motors verändert werden. Falls die Verweilzeit einen ersten Grenzwert und/oder die Trennzeit einen zweiten Grenzwert überschreitet, führt die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine Schaltung in die passende Übersetzung des Gruppengetriebes durch. Falls die passende Übersetzung schon eingeschaltet ist, ist keine Schaltung notwendig.The Control device is provided to a dwell time of the Shift lever in a neutral position and / or a separation time of a To detect starting clutch. While In these times the engine of the motor vehicle is not with the output connected to the multi-group transmission. The speed of the motor vehicle So it can not be changed by the engine. If the residence time exceeds a first limit value and / or the separation time exceeds a second limit value, leads the Control device as a function of the speed of the motor vehicle a circuit in the appropriate translation of the group transmission. If the matching translation is already switched on is, no circuit is necessary.

Damit kann die passende Übersetzung schon sehr frühzeitig eingeschaltet werden und erfolgt nicht erst dann, wenn der Fahrzeugführer mittels des Schalthebels einen Gang einlegt oder die Anfahrkupplung schließt. Zu diesem Zeitpunkt ist dann die passende Übersetzung im Gruppengetriebe schon eingeschaltet. Die gewünschte Gesamtübersetzung des Mehr-Gruppengetriebes kann so dem Fahrzeugführer nach einer länger andauernden Auftrennung der Verbindung zwischen dem Motor und dem Ausgang des Mehr-Gruppengetriebes sehr schnell zur Verfügung gestellt werden.In order to can the right translation very early be turned on and does not take place until the driver by means of the shift lever engages a gear or closes the starting clutch. To this Time is then the right translation already switched on in the group transmission. The desired overall translation of the multi-group transmission so can the driver after a longer continuous separation of the connection between the engine and the Output of the multi-group transmission provided very quickly become.

Die beiden Grenzwerte können den gleichen oder unterschiedliche Werte haben.The Both limits can have the same or different values.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen, bei Überschreiten des ersten oder zweiten Grenzwerts eine hohe Übersetzung des Gruppengetriebes einzuschalten, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als eine untere Schaltgeschwindigkeit ist und eine niedrige Übersetzung des Gruppengetriebes einzuschalten, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als eine obere Schaltgeschwindigkeit ist. Damit kann sichergestellt werden, dass die passende Übersetzung des Gruppengetriebes eingeschaltet wird.In Embodiment of the invention, the control device is provided to when crossing of the first or second limit value, a high ratio of the group transmission turn on when the speed of the motor vehicle is smaller is a lower switching speed and a low gear ratio of the group transmission, if the speed of the Motor vehicle larger than is an upper switching speed. This can be ensured be that the right translation of the group transmission is turned on.

Die untere Schaltgeschwindigkeit kann kleiner oder gleich der oberen Schaltgeschwindigkeit sein. Falls die untere Schaltgeschwindigkeit kleiner als die obere Schaltgeschwindigkeit ist, entsteht eine Hysterese.The lower switching speed may be less than or equal to the upper one Be switching speed. If the lower switching speed less than the upper switching speed, a hysteresis arises.

In Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaltvorrichtung einen vom Fahrzeugführer betätigbaren Schalter oder Taster auf, mittels welchem das Einschalten der niedrigen Übersetzung des Gruppengetriebes auslösbar ist. Der Schalter ist vorzugsweise an einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs angeordnet. Das Schaltsignal des Schalters wird von der Steuerungseinrichtung eingelesen, welche dann die Schaltung ausführt. Dies ist insbesondere für einen Abschleppvorgang vorteilhaft. Der beschriebene Schalter kann auch unabhängig von der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 beispielsweise in Verbindung mit einer Schaltvorrichtung nach der DE 101 52 860 A1 eingesetzt werden.In an embodiment of the invention, the switching device has an operable by the driver switch or button, by means of which the switching of the low gear ratio of the group transmission can be triggered. The switch is preferably arranged on an instrument panel of the motor vehicle. The switching signal of the switch is read by the controller, which then executes the circuit. This is advantageous in particular for a towing process. The switch described can also be independent of the inventive switching device according to claim 1, for example in conjunction with a switching device according to the DE 101 52 860 A1 be used.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein überlagertes H-Schaltbild einer Schaltvorrichtung für ein 8-Gang Mehr-Gruppengetriebe.Further Embodiments of the invention will be apparent from the description and the Drawing forth. embodiments The invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. The only figure shows a superimposed one H circuit diagram of a switching device for an 8-speed multi-group transmission.

Mehr-Gruppengetriebe werden insbesondere bei Nutzfahrzeugen eingesetzt. Ein Mehr-Gruppengetriebe verfügt über mindestens zwei Teilgetriebe, welche jeweils mindestens zwei Gänge mit verschiedenen Übersetzungen aufweisen. Beispielsweise kann ein Mehr-Gruppengetriebe aus einem Hauptgetrieben mit vier Gängen und einem vor- oder nachgeschalteten Gruppengetriebe mit 2 Gängen, einer sogenannten Rangegruppe bestehen. Die Teilgetriebe können als Getriebe in Planetenbauweise oder als Zahnräderwechselgetriebe ausgeführt sein. Dem Fachmann sind derartige Mehr-Gruppengetriebe bekannt.More-group transmission are used in particular for commercial vehicles. A multi-group transmission has at least two partial transmissions, each with at least two gears different translations exhibit. For example, a multi-group transmission from a Main gears with four gears and an upstream or downstream group transmission with 2 gears, one consist of so-called range group. The partial transmissions can as Gear in planetary design or be designed as a change-speed gearbox. Those skilled in such multi-group transmission are known.

Die Gesamtübersetzung des Mehr-Gruppengetriebes ergibt sich aus der aktuellen Übersetzung des Hauptgetriebes und der aktuellen Übersetzung des Gruppengetriebes. Mehr-Gruppengetriebe mit Rangegruppe sind so ausgelegt, dass sich die unteren Gänge aus einer Kombination der Übersetzungen des Hauptgetriebes mit einer hohen Übersetzung des Rangegetriebes, der sogenannten langsamen Nachschaltgruppe und die oberen Gänge aus einer Kombination der Übersetzungen des Hauptgetriebes mit einer niedrigen Übersetzung des Rangegetriebes, der sogenannten schnellen Nachschaltgruppe ergeben. Bei einem 8-Gang Mehr-Gruppengetriebe werden damit die Gänge 1 bis 4 mit der langsamen Nachschaltgruppe und die Gänge 5 bis 8 mit der schnellen Nachschaltgruppe gebildet.The total translation of the multi-group transmission results from the current translation the main gearbox and the current gearbox ratio. More-group transmission with range group are designed so that the lower gears out a combination of translations the main gearbox with a high gearbox ratio, the so-called slow rear group and the upper gears a combination of translations the main gearbox with a low gearbox ratio, the so-called fast rear group result. In an 8-speed multi-group transmission become the aisles 1 to 4 with the slow rear group and the gears 5 to 8 formed with the fast rear group.

Der Fahrzeugführer kann mittels des in 1 dargestellten H-Schaltbilds das Mehr-Gruppengetriebe betätigen. Zum Auswählen der Gänge kann der Schalthebel vom Fahrzeugführer mittels einer Wählbewegung in Endstellungen (11, 12, 13, 14, 15) gebracht werden. In der Endstellung 11 ist der Rückwärtsgang eingelegt, welcher hier keine weitere Bedeutung hat. In der Endstellung 12 ist in der langsamen Nachschaltgruppe der 1. und in der schnellen Nachschaltgruppe der 5. Gang eingestellt. In der Endstellung 13 ist entweder der 3. oder 7., in der Endstellung 14 der 2. oder 6. und in der Endstellung 15 der 4. oder 8. Gang eingestellt. Die Endstellungen 12 (1./5.) und 14 (2./6.) sind in einer Gasse 16 und die Endstellungen 13 (3./7.) und 15 (4./8.) sind in einer Gasse 17 angeordnet. In der Stellung N ist im Hauptgetriebe die Neutralstellung eingelegt und damit der Motor vom Ausgang des Mehr-Gruppengetriebes getrennt.The driver can by means of in 1 shown H-circuit diagram actuate the multi-group transmission. To select the gears, the shift lever by the driver by means of a selection movement in end positions ( 11 . 12 . 13 . 14 . 15 ) to be brought. In the end position 11 the reverse gear is engaged, which has no further meaning here. In the end position 12 is set in the slow after-gear group of the 1st and in the fast rear-group of the 5th gear. In the end position 13 is either the 3rd or 7th, in the final position 14 the 2nd or 6th and in the end position 15 the 4th or 8th gear set. The end positions 12 (1st / 5th) and 14th (2nd / 6th) are in an alley 16 and the end positions 13 (3rd / 7th) and 15 (4th / 8th) are in an alley 17 arranged. In position N, the neutral position is engaged in the main gearbox and thus the motor is disconnected from the output of the multispeed gearbox.

Mittels nicht dargestellter Sensoren kann die Position des Schalthebels erfasst werden.through not shown sensors, the position of the shift lever be recorded.

Zwischen dem Motor und dem Mehr-Gruppengetriebe ist eine Anfahrkupplung angeordnet. Mittels einem geeigneten Sensor kann erfasst werden, ob die Kupplung geöffnet oder geschlossen ist.Between the engine and the multi-group transmission is arranged a starting clutch. By means of a suitable sensor can be detected, whether the clutch open or closed.

Eine Steuerungseinrichtung der Schaltvorrichtung verarbeitet wenigstens die folgenden Signale:

  • – eingelegter Gang (i)
  • – Fahrzeuggeschwindigkeit (v)
  • – Signal Gassenwechsel (g)
  • – Signal Neutralstellung (l)
  • – Motordrehzahl (n)
  • – Anfahrkupplung geschlossen/getrennt (k)
A control device of the switching device processes at least the following signals:
  • - pickled gear (i)
  • - vehicle speed (v)
  • - signal lane change (g)
  • - signal neutral position (l)
  • - engine speed (s)
  • - Starting clutch closed / disconnected (k)

Die Signale erhält die Steuerungseinrichtung entweder von geeigneten Sensoren, von anderen Steuerungseinrichtungen oder leitet sie aus gemessen Signalen ab. Beispielsweise kann aus der Position des Schalthebels und der Information über die Schaltstellung des Gruppengetriebes der eingelegte Gang (i) bestimmt werden. Die Signale für Gassenwechsel (g) und Neutralstellung (l) können ebenfalls aus der Position des Schalthebels abgeleitet werden.The Receives signals the control device either from suitable sensors, from other control devices or derives them from measured signals from. For example, from the position of the shift lever and the information about the shift position of the group transmission the engaged gear (i) be determined. The signals for The lane change (g) and neutral position (l) can also be determined from the position of the Shift levers are derived.

Die Steuerungseinrichtung steuert in Abhängigkeit der Signale ein Stellglied, welches beispielsweise hydraulisch oder elektropneumatisch ausgeführt sein kann, an. Mittels des Stellglieds kann eine Schaltung des Gruppengetriebes ausgeführt werden, also von der langsamen in die schnelle Nachschaltgruppe und umgekehrt gewechselt werden.The Control device controls an actuator depending on the signals, which, for example, be designed hydraulically or electropneumatically Can be. By means of the actuator, a circuit of the group transmission accomplished from slow to fast and vice versa.

Die Schaltungen werden auf Grund der folgenden Bedingungen ausgeführt:

  • 1. Bei Fahrzeugstillstand ist grundsätzlich die langsame Nachschaltgruppe geschaltet (s = 0). Für Abschleppvorgänge besteht die Möglichkeit der Umschaltung auf die schnelle Nachschaltgruppe (s = 1) per Schalter an der Instrumententafel.
  • 2. Ist für eine Verweilzeit größer als ein erster Grenzwert t1 (beispielsweise t1 = 3 ... 8 sec.) die Neutralstellung geschaltet (l = 1, i = 0), so wird bei Fahrzeuggeschwindigkeit v < v1 (Schaltgeschwindigkeit v1 = 15 ... 20 km/h) die langsame Nachschaltgruppe eingeschaltet (s = 0). Bei v > v1 wird die schnelle Nachschaltgruppe eingeschaltet (s = 1).
  • 3. Ist für eine Trennzeit größer als ein zweiter Grenzwert t2 (t2 = 5 ... 10 sec.) die Anfahrkupplung getrennt (k = 1, v und n stehen nicht im definierten Verhältnis zueinander), so wird bei dem folgenden Schaltvorgang die Nachschaltgruppe analog 2. ausgewählt.
  • 4. Wird bei einer Schaltung kein Gassenwechsel von der Gasse 16 zur Gasse 17 oder umgekehrt vollzogen (g = 0, Schaltungen 1↔2 , 3↔4 , 5↔6 , 7↔8) , so wird die geschaltete Nachschaltgruppe beibehalten, es sei denn, Bedingung 2 oder 3 werden wirksam.
  • 5. Alle anderen Schaltvorgänge – soweit nicht durch Bedingung 1 bis 4 abgedeckt – mit Gassenwechsel von Gasse zur rechten Gasse 16 in Gasse 17 oder umgekehrt (g = 1) sind durch nachfolgende Tabelle beschrieben:
    Figure 00070001
The circuits are executed based on the following conditions:
  • 1. When the vehicle is at a standstill, the slow downstream group is always switched (s = 0). For towing operations there is the possibility of switching to the fast rear group (s = 1) per Switch on the instrument panel.
  • 2. If, for a dwell time greater than a first limit value t1 (for example, t1 = 3... 8 sec.), The neutral position is switched (l = 1, i = 0), at vehicle speed v <v1 (switching speed v1 = 15. .. 20 km / h), the slow rear group is switched on (s = 0). When v> v1, the fast rear group is switched on (s = 1).
  • 3. If the starting clutch is disconnected for a separation time greater than a second limit value t2 (t2 = 5 ... 10 sec.) (K = 1, v and n are not in the defined relationship to each other), then the subsequent switching operation will be the next shift group selected analogously 2..
  • 4. Does not turn off the alley at a circuit 16 to the alley 17 or vice versa (g = 0, circuits 1↔2, 3↔4, 5↔6, 7↔8), the connected downstream group is maintained unless condition 2 or 3 take effect.
  • 5. All other gearshifts - unless covered by conditions 1 to 4 - with lane change from lane to right lane 16 in alley 17 or vice versa (g = 1) are described by the following table:
    Figure 00070001

Wobei

Sp. 1 (Spalte 1)
= Ursprungsgang
Sp. 2 (Spalte 2)
= Zielgasse
Sp. 3 (Spalte 3)
= Geschaltete Nachschaltgruppe (L = langsame, S = schnelle)
Sp. 4 (Spalte 4)
= mögliche Zielgänge bei Gassenwechsel
Sp. 5 (Spalte 5)
= Bedingung für Beibehaltung der geschalteten Nachschaltgruppe
Sp. 6 (Spalte 6)
= Bedingung für Wechsel der geschalteten Nachschaltgruppe
In which
Sp. 1 (column 1)
= Original gear
Sp. 2 (column 2)
= Target lane
Sp. 3 (column 3)
= Switched rear group (L = slow, S = fast)
Sp. 4 (column 4)
= possible goals when changing lanes
Sp. 5 (column 5)
= Condition for maintaining the connected downstream group
Sp. 6 (column 6)
= Condition for change of the connected downstream group

Der Tabelle kann also beispielsweise entnommen werden, dass bei eingelegtem 1. Gang und einer Wählbewegung des Schalthebels von der Gasse 16 in die Gasse 17 immer die langsame Nachschaltgruppe geschaltet bleibt, oder dass bei eingelegtem 4. Gang und einer Wählbewegung des Schalthebels von der Gasse 17 in die Gasse 16 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich v3 die langsame Nachschaltgruppe beibehalten wird und bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als v3 ein Wechsel in die schnelle Nachschaltgruppe durchgeführt wird.The table can therefore be found, for example, that when loaded first gear and a selection movement of the lever from the alley 16 in the alley 17 always the slow Nachschaltgruppe remains switched, or that when engaged 4th gear and a selection movement of the lever from the lane 17 in the alley 16 at a vehicle speed less than or equal to v3, the slow rear group is maintained and at a vehicle speed greater than v3 a change is made to the fast rear group.

Die Werte für die Grenzwerte t1, t2 oder die Schaltgeschwindigkeiten v1, v2, v3, v4, v5 werden für die jeweilige Kombination von Mehr-Gruppengetriebe und Kraftfahrzeug festgelegt.The Values for the limit values t1, t2 or the switching speeds v1, v2, v3, v4, v5 will be for the respective combination of multi-group transmission and motor vehicle established.

Die Erfindung ist hier beispielhaft an einem 8-Gang Mehr-Gruppengetriebe beschrieben. Die Erfindung kann auf jedes überlagerte H-Schaltbild angewandt werden und ist weder von der Anzahl der Gänge noch der Bauweise des Mehr-Gruppengetriebes abhängig.The The invention is described here by way of example on an 8-gear multi-group transmission. The invention can be superimposed on each H circuit diagram can be applied and is neither on the number of gears nor the design of the multi-group transmission dependent.

Claims (3)

Schaltvorrichtung für ein Mehr-Gruppengetriebe, welches ein Hauptgetriebe und ein Gruppengetriebe aufweist, für ein Kraftfahrzeug mit – einem in einem überlagerten H-Schaltbild (10) geführten und von einem Fahrzeugführer betätigbaren Schalthebel, – einem Stellglied, mittels welchem Schaltungen des Gruppengetriebes ausführbar sind und – einer Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des Stellglieds, wobei die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen ist, Schaltungen des Gruppengetriebes in Abhängigkeit von einer Wählbewegung des Schalthebels und einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen ist, eine Verweilzeit des Schalthebels in einer Neutralstellung (N) und/oder eine Trennzeit einer Anfahrkupplung zu erfassen und Schaltungen des Gruppengetriebes auszuführen, wenn die genannten Verweilzeit einen ersten Grenzwert (t1) und/oder die genannte Trennzeit einen zweiten Grenzwert (t2) überschritten hat.Switching device for a multi-group transmission, which has a main transmission and a group transmission, for a motor vehicle with - one in a superimposed H-circuit diagram ( 10 ) guided and operable by a driver lever, - an actuator, by means of which circuits of the group transmission are executable and A control device for controlling the actuator, wherein the control device is provided to execute circuits of the group transmission in response to a selection movement of the shift lever and a speed of the motor vehicle, characterized in that the control device is provided to a dwell time of the shift lever in a neutral position ( N) and / or to detect a separation time of a starting clutch and to carry out circuits of the group transmission, if said residence time has exceeded a first limit value (t1) and / or said separation time has exceeded a second limit value (t2). Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen ist, nach Überschreitendes ersten oder zweiten Grenzwerts (t1, t2) – eine hohe Übersetzung des Gruppengetriebes einzuschalten, wenn die Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs kleiner als eine untere Schaltgeschwindigkeit (v1) ist und – eine niedrige Übersetzung des Gruppengetriebes einzuschalten, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als eine obere Schaltgeschwindigkeit (v1) ist.Switching device according to claim 1, characterized, that the control device is provided for, after exceeding first or second limit value (t1, t2) - a high translation turn on the gearbox when the speed (v) of the motor vehicle is less than a lower switching speed (v1) is and - one low translation of the group transmission, if the speed of the Motor vehicle larger than is an upper switching speed (v1). Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung einen vom Fahrzeugführer betätigbaren Schalter aufweist, mittels welchem das Einschalten der niedrigen Übersetzung des Gruppengetriebes auslösbar ist.Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device can be actuated by the driver Having switch, by means of which the switching of the low gear ratio of the group transmission can be triggered is.
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