DE102007010829A1

DE102007010829A1 - Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes

Info

Publication number: DE102007010829A1
Application number: DE102007010829A
Authority: DE
Inventors: Josef Bader; Bernd Doebele; Martin Miller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-11
Also published as: EP2118530B1; WO2008107318A1; EP2118530A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes, das ein mehrstufiges Hauptgetriebe (HG), eine dem Hauptgetriebe (HG) vorgeschaltete mehrstufige Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) und eine dem Hauptgetriebe (HG) nachgeschaltete mehrstufige Bereichsgruppe (BG) aufweist. Zur Verbesserung der Schaltungssteuerung sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen: - Öffnen der Trennkupplung zum Antriebsmotor und Lastabbau am Antriebsmotor (Schritt S1, Schritt S2); - Schalten der Bereichsgruppe (BG) in Neutral und Beginn der Drehzahlführung des Antriebsmotors auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs (Schritt S3); - Abbremsen des Hauptgetriebes (HG) und der Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) mittels einer Getriebebremse (Schritt S4); - Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe (HG) und in der Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG); - Synchronisierung der Bereichsgruppe (BG) durch teilweises Schließen der Trennkupplung (Schritt S8); - Einlegen der Übersetzungsstufe der Bereichsgruppe (BG) (Schritt S9); - gleichzeitiger oder zeitlich überschneidender Lastaufbau am Antriebsmotor und/oder vollständiges S11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gruppengetriebe mit einem mehrgängigen Hauptgetriebe und einer diesem antriebstechnisch vorgeschalteten Vorschaltgruppe sowie einer diesem antriebstechnisch nachgeschalteten Bereichsgruppe sind seit längerem bekannt und kommen bevorzugt in Nutzfahrzeugen zum Einsatz. Durch die zumeist zweistufig ausgeführte Vorschaltgruppe mit geringem Übersetzungssprung, die auch als Splitgruppe bezeichnet werden kann, werden die Übersetzungssprünge zwischen den Übersetzungsstufen des Hauptgetriebes in etwa halbiert und damit die Anzahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Übersetzungsstufen verdoppelt. Durch eine üblicherweise zweistufige Bereichsgruppe wird die Spreizung des Gesamtgetriebes deutlich erhöht und die Anzahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Übersetzungsstufen nochmals verdoppelt. Hieraus ergibt sich in Verbindung mit einem dreistufigen Hauptgetriebe (mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang) ein 12-gängiges Gruppengetriebe (mit insgesamt zwölf Vorwärtsgängen und maximal vier Rückwärtsgängen) sowie in Verbindung mit einem vierstufigen Hauptgetriebe (mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang) ein 16-gängiges Gruppengetriebe (mit insgesamt sechzehn Vorwärtsgängen und maximal vier Rückwärtsgängen).
Das Gruppengetriebe weist gegenüber einem Einzelgetriebe mit einer vergleichbaren Anzahl von Gängen sowie ähnlicher Gangabstufung und Spreizung deutlich kompaktere Abmessungen und ein geringeres Gewicht auf. Da viele Schaltungen in einem Gruppengetriebe aber den Wechsel von Übersetzungsstufen in mehreren Teilgetrieben erfordern und somit relativ kompliziert ablaufen, sind die meisten bekannten Gruppengetriebe entweder teilautomatisiert oder vollautomatisiert schaltbar ausgebildet.
Ein Überblick über automatisierte Gruppengetriebe der Anmelderin ist in der ATZ 9/2004 auf den Seiten 772–783 veröffentlicht. Aus der als AS-Tronic-Familie bezeichneten Baureihe automatisierter Schaltgetriebe sind die für mittelschwere Nutzfahrzeuge konzipierten Getriebe der AS-Tronic-mid-Baureihe und die für schwere Nutzfahrzeuge vorgesehenen Getriebe der AS-Tronic-Baureihe jeweils als Gruppengetriebe mit einem mehrstufigen, also mit drei oder vier Vorwärtsgängen versehenen Hauptgetriebe, einer dem Hauptgetriebe vorgeschalteten zweistufigen Splitgruppe und einer dem Hauptgetriebe nachgeordneten zweistufigen Bereichsgruppe ausgebildet.
Das Hauptgetriebe ist jeweils in Vorgelegebauweise ausgeführt sowie mit unsynchronisierten Klauenkupplungen versehen, und weist im Fall der AS-Tronic-mid-Baureihe eine einzige Vorgelegewelle auf. Bei den Getrieben der AS-Tronic-Baureihe sind aus Gründen der Gewichts- und Bauraumoptimierung zwei Vorgelegewellen vorhanden. In beiden Baureihen ist das Hauptgetriebe wahlweise in einer Direktgangausführung (i_{HG_min} = 1) oder in einer Schnellgangausführung (i_{HG_min} < 1) verfügbar.
Die Splitgruppe ist jeweils als ein Vorgelegegetriebe mit zwei schaltbaren Eingangskonstanten für das Hauptgetriebe ausgebildet. Die Bereichsgruppe ist jeweils als zweistufiges Planetengetriebe mit einer schaltbaren Direktverbindung (i_BG = 1) und einer alternativ schaltbaren hohen Übersetzung (i_BG >> 1) ausgeführt.
Weitere Ausführungen von Gruppengetrieben mit jeweils einem Hauptgetriebe, einer Vorschaltgruppe und einer nachgeschalteten Bereichsgruppe sind beispielsweise aus der DE 101 43 994 A1 bekannt.
Bei den Gruppengetrieben der AS-Tronic- und AS-Tronic-mid-Baureihe sind bislang die jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefassten Schaltkupplungen der Splitgruppe und der Bereichsgruppe jeweils synchro nisiert ausgebildet, wogegen das Hauptgetriebe klauengeschaltet, also unsynchronisiert schaltbar ausgeführt ist. Da die betreffenden synchronisierten Schaltkupplungen aber aufgrund eines komplizierten Aufbaus teuer sind, einen relativ großen Bauraum erfordern, und verschleißbedingt die Lebensdauer des gesamten Gruppengetriebes beschränken, ist für zukünftige Ausführungen derartiger Gruppengetriebe vorgesehen, neben dem Hauptgetriebe auch die Bereichsgruppe klauengeschaltet auszuführen.
In den 1a und 1b ist beispielhaft der schematische Aufbau von zwei an sich bekannten Gruppengetrieben der AS-Tronic-Baureihe dargestellt. Das Hauptgetriebe HG ist als Direktganggetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist eine Hauptwelle W2 und zwei Vorgelegewellen W3a, W3b auf. In der Ausführungsform gemäß 1a ist das Hauptgetriebe HG mit vier Übersetzungsstufen G1 bis G4 für die Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe R für die Rückwärtsfahrt vierstufig ausgebildet. In der Ausführungsform gemäß 1b ist das Hauptgetriebe HG mit drei Übersetzungsstufen G1 bis G3 für die Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe R für die Rückwärtsfahrt dreistufig ausgebildet.
Die Losräder der Übersetzungsstufen G1, G2, G3, R bzw. G1, G2, R sind jeweils drehbar auf der Hauptwelle W2 gelagert und über zugeordnete Klauenkupplungen schaltbar. Die zugeordneten Festräder sind drehfest auf den Vorgelegewellen W3a bzw. W3b angeordnet. Die jeweils als Direktgang ausgebildete höchste Übersetzungsstufe G4 bzw. G3 ist über eine Direktschaltkupplung SV schaltbar. Sofern möglich, sind jeweils zwei Schaltkupplungen in einem gemeinsamen Schaltpaket S1/2, S3/4 bzw. S1/R, S2/3 zusammengefasst. In der Ausführungsform nach 1a weist das Schaltpaket SR nur die Schaltkupplung der Übersetzungsstufe für Rückwärtsfahrt R auf.
Die Vorschaltgruppe VG ist zweistufig ausgebildet und ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführt, wobei die beiden Übersetzungsstufen K1 und K2 zwei schaltbare Eingangskonstanten des Hauptgetriebes HG bilden. Durch eine geringe Übersetzungsdifferenz der beiden Übersetzungsstufen K1, K2 ist die Vorschaltgruppe VG als Splitgruppe ausgelegt. Das Losrad der ersten Übersetzungsstufe K1 ist drehbar auf der Eingangswelle W1 gelagert, die außerhalb der Darstellung von 1a bzw. 1b über eine steuerbare Trennkupplung mit einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor in Verbindung steht. Das Losrad der zweiten Übersetzungsstufe K2 ist drehbar auf der Hauptwelle W2 gelagert. Die Festräder beider Übersetzungsstufen K1, K2 sind jeweils drehfest auf den eingangsseitig verlängerten Vorgelegewellen W3a, W3b angeordnet. Die synchronisiert ausgebildeten Schaltkupplungen der Vorschaltgruppe VG sind in einem gemeinsamen Schaltpaket SV zusammengefasst.
Die antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe BG ist ebenfalls zweistufig ausgebildet, jedoch in Planetenbauweise mit einem einfachen Planetenradsatz ausgeführt. Das Sonnenrad PS ist dabei drehfest mit der ausgangsseitig verlängerten Hauptwelle W2 verbunden. Der Planetenträger PT ist drehfest mit der Ausgangswelle W4 des Gruppengetriebes verbunden. Das Hohlrad PH steht mit einem Schaltpaket SB mit zwei Schaltkupplungen in Verbindung, mittels denen die Bereichsgruppe BG wechselweise durch die Verbindung des Hohlrades PH mit einem feststehenden Gehäuseteil in eine Langsamfahrstufe L und durch die Verbindung des Hohlrades PH mit dem Planetenträger PT in eine Schnellfahrstufe S schaltbar ist. Im Gegensatz zur bisherigen Ausführungsform der AS-Tronic-Getriebe sind die Schaltkupplungen des Schaltpakets SB vorliegend unsynchronisiert ausgebildet.
In einem derartigen Gruppengetriebe ist aufgrund der unsynchronisierten Ausführung der Bereichsgruppe BG ein spezieller Schaltablauf erforderlich, der sich deutlich von demjenigen eines weitgehend identischen, jedoch mit synchronisierter Bereichsgruppe BG versehenen Gruppengetriebes unterscheidet. Ein geeignetes Verfahren zur Schaltsteuerung eines Gruppengetriebes mit einer unsynchronisierten Bereichsgruppe BG ist beispielsweise aus der DE 101 52 857 A1 bekannt. In diesem Verfahren ist im Wesentlichen vorgesehen, dass bei einer Bereichsschaltung zunächst die Vorschaltgruppe VG und die Bereichsgruppe BG zur Unterbrechung des Kraftflusses jeweils in ihre Neutralstellung geschaltet werden, dass dann das Hauptgetriebe HG mittels einer Getriebebremse abgebremst wird, und dass eine Führung der Drehzahl des Antriebsmotors auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs beginnt. Nach dem Schalten des Hauptgetriebes HG wird die Vorschaltgruppe VG synchronisiert in ihre Zielübersetzung geschaltet. Mit Erreichen der Synchrondrehzahl durch den Antriebsmotor wird dann die Zielübersetzung der Bereichsgruppe BG eingelegt.
Da bei einer Bereichsschaltung das Hauptgetriebe HG entgegengesetzt zur Bereichsgruppe BG geschaltet wird, also bei einer Hochschaltung der Bereichsgruppe BG von der Langsamfahrstufe L in die Schnellfahrstufe S das Hauptgetriebe HG von einer hohen Übersetzungsstufe, z. B. G4 oder G3, in eine niedrige Übersetzungsstufe, z. B. G1 oder G2, geschaltet wird, ist in dem Hauptgetriebe HG mit der bislang üblichen Anordnung der Übersetzungsstufen in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge jeweils ein Wechsel zwischen zwei Schaltgassen und der diesen zugeordneten Schaltpakete erforderlich. Dieser Zusammenhang ist für die bekannten Gruppengetriebe gemäß 1a und 1b in den Tabellen von 2a und 2b für unterschiedliche Gangsprünge zusammengefasst.
3 zeigt für ein solches Gruppengetriebe beispielhaft einen bekannten zeitlichen Ablauf einer Bereichsschaltung. Die Schaltung beginnt mit dem Steuerungsbefehl der Schaltauslösung, mit welcher ein Lastabbau am Antriebsmotor und das Öffnen der Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Gruppengetriebe ausgelöst werden. Der konkrete Schaltablauf in dem Gruppengetriebe beginnt mit einem Ausschalten bzw. Auslegen der bisherigen Übersetzungsstufe im Hauptgetriebe HG. Anschließend wird gleichzeitig die Vorschaltgruppe VG und die Bereichsgruppe BG umgeschaltet, wobei die Vor schaltgruppe VG und die Bereichsgruppe BG zum Gang- und Gassenwechsel des Hauptgetriebes HG wie erwähnt kurzzeitig in ihre Neutralstellung gebracht werden. Sodann wird die Gasse im Hauptgetriebe HG gewechselt und das Hauptgetriebe HG synchronisiert. Danach wird der Schaltvorgang im Gruppengetriebe durch das Einschalten bzw. Einlegen der neuen Übersetzungsstufe im Hauptgetriebe HG abgeschlossen. Abschließend folgen ein vorzugsweise parallel ablaufender Lastaufbau des Antriebsmotors und ein Schließen der Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Gruppengetriebe.
Da ein automatisierter Gassenwechsel jeweils das Ansteuern und Stoppen des zugeordneten Stellantriebs sowie das Sensieren in der Neutralposition des ersten Schaltpakets, die Umschaltung zwischen den beiden Gassen bzw. Schaltpaketen und die Steuerung und Sensierung des Stellantriebs in die bzw. in der Zielschaltstellung des zweiten Schaltpakets umfasst, wirkt sich ein Gassenwechsel nachteilig verzögernd auf den gesamten Schaltungsablauf aus. Zudem ist bei einem solchen Steuerungsablauf auch an der Synchronisationsvorrichtung der Vorschaltgruppe VG eine dreistufige Stellvorrichtung vorzusehen, welche die ersten Übersetzungsstufe K1, die Neutralstellung und die zweite Übersetzungsstufe K2 der Vorschaltgruppe VG einzustellen vermag.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes vorzustellen, welches neben kürzeren Schaltzeiten auch die Nutzung einer einfacheren und damit kostengünstigeren Stellvorrichtung an der Synchronisationsvorrichtung der Vorschaltgruppe VG ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs. Demnach ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Bereichsschaltung bei einem Gruppengetriebe anwendbar, das ein mehrstufiges Hauptgetriebe, eine dem Hauptgetriebe vorgeschaltete mehrstufige Split- bzw. Vorschaltgruppe und eine dem Hauptgetriebe nachgeschaltete mehrstufi ge Bereichsgruppe aufweist, bei dem die Split- bzw. Vorschaltgruppe über eine steuerbare Trennkupplung mit einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor in Verbindung steht, das Hauptgetriebe und die Bereichsgruppe unsynchronisiert ausgebildet sind, und die Schaltkupplungen von jeweils zwei Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe und der Bereichsgruppe jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket mit zwei Schaltstellungen und einer Neutralstellung zusammengefasst sind, wobei während einer Bereichsschaltung zumindest in dem Hauptgetriebe und in der Bereichsgruppe jeweils ein Wechsel zwischen zwei Übersetzungsstufen erfolgt.
Um ein solches Gruppengetriebe schneller als bisher sowie mit geringerem baulichem Kostenaufwand schalten zu können, sieht die Erfindung folgende Verfahrensschritte vor:

– Öffnen der Trennkupplung zum Antriebsmotor und Lastabbau am Antriebsmotor;
– Schalten der Bereichsgruppe in Neutral und Beginn der Drehzahlführung des Antriebsmotors auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs;
– Abbremsen des Hauptgetriebes und der Split- bzw. Vorschaltgruppe VG mittels einer Getriebebremse;
– Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe und in der Split- bzw. Vorschaltgruppe, – wobei das Hauptgetriebe zunächst in Neutral geschaltet wird, – anschließend ein Wechsel der Übersetzungsstufe im Hauptgetriebe erfolgt – und dann das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe im Hauptgetriebe vollzogen wird;
– Synchronisierung der Bereichsgruppe durch teilweises Schließen der Trennkupplung;
– Einlegen der Übersetzungsstufe der Bereichsgruppe;
– gleichzeitiger oder zeitlich überschneidender Lastaufbau am Antriebsmotor und/oder vollständiges Schließen der Trennkupplung.

Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem aus der DE 101 52 857 A1 bekannten Verfahren unter anderem dadurch, dass das Gruppengetriebe zu Beginn der Bereichsschaltung durch das Öffnen der Trennkupplung zum Antriebsmotor und durch das Schalten der Bereichsgruppe in Neutral kraftlos geschaltet wird, dass anschließend das Hauptgetriebe und die Split- bzw. Vorschaltgruppe bevorzugt gleichzeitig mittels der Getriebebremse bis in die Nähe des Stillstands abgebremst werden, und dass der Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe und der Split- bzw. Vorschaltgruppe vorzugsweise zeitlich parallel erfolgt.
Zudem erfolgt die Umschaltung der Split- bzw. Vorschaltgruppe nur zwischen deren beiden Übersetzungsstufen, so dass deren Schaltung in die Neutralstellung und anschließend aus dieser heraus abweichend vom bekannten Steuerungsverfahren vermieden wird. Daher lässt sich die vorzugsweise druckmittelbetriebene Stellvorrichtung an der Synchronisationseinrichtung der Split- bzw. Vorschaltgruppe kleiner und kostengünstiger ausbilden.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe und in der Split- bzw. Vorschaltgruppe gleichzeitig oder sequentiell erfolgt.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass zusammen mit dem Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe dort ein Gassenwechsel erfolgt.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass der vorletzte Verfahrensschritt, also das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe der Bereichsgruppe, bei zumindest teilweise geöffneter Trennkupplung erfolgt.
Außerdem kann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass vor dem Abbremsen des Hauptgetriebes in der Split- bzw. Vorschaltgruppe ein Wechsel der Übersetzungsstufe stattfindet. Dadurch lässt sich die Eingangsdrehzahl des Hauptgetriebes auf einen für den Abbremsvorgang vorteilhaften Wert einstellen.
Zudem ist es vorteilhaft, dass die Split- bzw. Vorschaltgruppe beim Umschalten ohne Zwischenschaltung einer Neutral-Stellung von einer Übersetzungsstufe K1 in eine andere Übersetzungsstufe K2 geschaltet wird.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das Hauptgetriebe und die Split- bzw. Vorschaltgruppe bis auf eine Drehzahl abgebremst werden, ab der die jeweilige Klauenkupplung mit geringem Verschleiß schaltbar ist.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In diesen zeigt:
1a den schematischen Aufbau eines bekannten Gruppengetriebes mit einem vierstufigen Hauptgetriebe;
1b den schematischen Aufbau eines bekannten Gruppengetriebes mit einem dreistufigen Hauptgetriebe;
2a ine tabellarische Übersicht der Bereichsschaltungen des bekannten Gruppengetriebes gemäß 1a;
2b eine tabellarische Übersicht der Bereichsschaltungen des bekannten Gruppengetriebes gemäß 1b;
3 den zeitlichen Ablauf einer Bereichsschaltung bei einem Gruppengetriebe gemäß den 1a oder 1b mit einem bekannten Steuerungsverfahren und
4 den zeitlichen Ablauf einer Bereichsschaltung mit dem Verfahren gemäß der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer Bereichsschaltung für ein Gruppengetriebe mit einer klauengeschalteten Bereichsgruppe BG ist beispielhaft in Form eines Ablaufplans für ein Hauptgetriebe HG mit der Anordnung der Übersetzungsstufen und der Zuordnung der Schaltpakete gemäß den 1a und 1b in der 4 dargestellt.
So zeigt 4, dass nach der Auslösung der Schaltung in einem Schritt S1 die zwischen dem Antriebsmotor und der Eingangswelle W1 des Gruppengetriebes angeordnete Trennkupplung geöffnet und vorzugsweise gleichzeitig in Schritt S2 der Antriebsmotor in den Leerlauf gesteuert wird. Zeitlich damit überschneidend oder unmittelbar danach wird in Schritt S3 die Bereichsgruppe BG in Neutral geschaltet (BG ausschalten), wodurch das gesamte Gruppengetriebe sowohl von dem Antriebsmotor als auch von dem abtriebsseitigen Antriebsstrang, also den Fahrzeugrädern getrennt und somit vollständig lastfrei ist. Anschließend wird im Schritt S4 das Hauptgetriebe HG und die Vorschaltgruppe VG mittels einer Getriebebremse bis in die Nähe des Stillstands oder ganz bis zum Stillstand abgebremst (Bremse setzen). Gleichzeitig oder zeitlich überschneidend beginnt mit Schritt S5 die Anpassung der Motordrehzahl an die Synchrondrehzahl des Zielgangs der Schaltung.
In dem Schritt S6 erfolgt der Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe HG und, sofern notwendig, gleichzeitig oder zeitlich davor oder danach in Schritt S7 (VG umschalten) der Wechsel der Übersetzungsstufen in der Vorschaltgruppe VG.
Bei einer Anordnung der Übersetzungsstufen des bekannten Gruppengetriebes gemäß den 1a und 1b umfasst der Wechsel der Übersetzungsstufen entsprechend dem Verfahrensschritt S6 gemäß 4 das Schalten des Hauptgetriebes in Neutral (HG ausschalten; Schritt S6a), den Wechsel der Schaltgasse bzw. des Schaltpakets im Hauptgetriebe (HG Gasse umschal ten; Schritt S6b) und das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe in der neuen Schaltgasse des Hauptgetriebes (HG einschalten; Schritt S6c).
In Schritt S8 (Kupplung schließen) wird durch ein zumindest teilweises Schließen der Trennkupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Gruppengetriebe die Bereichsgruppe BG durch ein Beschleunigen der Vorschaltgruppe VG und des Hauptgetriebes HG synchronisiert, und in dem nachfolgenden Schritt S9 (BG einschalten) die neue Übersetzungsstufe der Bereichsgruppe BG eingelegt. Danach erfolgt in Schritt S10 (Lastaufbau) der Lastaufbau des Antriebsmotors und gleichzeitig oder parallel dazu in Schritt S11 (Kupplung schließen) das vollständige Schließen der Trennkupplung.
Damit wird deutlich, dass der Schaltvorgang bei dem bekannten Gruppengetriebe gemäß 1a und 1b entsprechend dem Steuerungsablauf des Ablaufplans der 4 so durchgeführt wird, dass ein Schalten der Vorschaltgruppe VG in eine Neutralstellung nicht notwendig ist. Daher ist der Schaltablauf insgesamt schneller durchführbar als bei dem bekannten Verfahren gemäß 3. Zudem kann an der Synchronisationseinrichtung der Vorschaltgruppe VG nun die Herstellkosten reduzierend eine Stellvorrichtung eingesetzt werden, die statt wie bisher drei Schaltstellungen nun nur die beiden Schaltstellungen K1 und K2 für die beiden Übersetzungsstufen der Vorschaltgruppe VG einstellt. Schließlich führt dieses Verfahren zu einem geringeren Verschleiß an den Synchronisierungsmittel der Synchronisierungseinrichtung der Vorschaltgruppe VG.

BG: Bereichsgruppe
G1: (erste) Übersetzungsstufe (von HG)
G2: (zweite) Übersetzungsstufe (von HG)
G3: (dritte) Übersetzungsstufe (von HG)
G4: (vierte) Übersetzungsstufe (von HG)
HG: Hauptgetriebe
i_BG: Übersetzung von BG
i_HG: Übersetzung von HG
i_{HG_min}: kleinste Übersetzung von HG
K1: (erste) Übersetzungsstufe (von VG)
K2: (zweite) Übersetzungsstufe (von VG)
L: Langsamfahrstufe (von BG)
PH: Hohlrad (von BG)
PS: Sonnenrad (von BG)
PT: Planetenträger (von BG)
R: Rückwärts-Übersetzungsstufe (von HG)
S: Schnellfahrstufe (von BG)
SB: Schaltpaket (von BG)
SR: Schaltpaket (von HG)
SV: Schaltpaket (von VG), Direktschaltkupplung
S1: Verfahrensschritt
S2: Verfahrensschritt
S3: Verfahrensschritt
S4: Verfahrensschritt
S5: Verfahrensschritt
S6a: Verfahrensschritt
S6b: Verfahrensschritt
S6c: Verfahrensschritt
S7: Verfahrensschritt
S8: Verfahrensschritt
S9: Verfahrensschritt
S10: Verfahrensschritt
S11: Verfahrensschritt
S1/2: Schaltpaket (von HG)
S1/3: Schaltpaket (von HG)
S1/4: Schaltpaket (von HG)
S1/R: Schaltpaket (von HG)
S2/3: Schaltpaket (von HG)
S2/R: Schaltpaket (von HG)
S3/4: Schaltpaket (von HG)
VG: Vorschaltgruppe, Splitgruppe
W1: Eingangswelle
W2: Hauptwelle
W3a: Vorgelegewelle
W3b: Vorgelegewelle
W4: Ausgangswelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10143994 A1 [0007]
- DE 10152857 A1 [0013, 0020]

Claims

Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes, das ein mehrstufiges Hauptgetriebe (HG), eine dem Hauptgetriebe (HG) vorgeschaltete mehrstufige Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) und eine dem Hauptgetriebe (HG) nachgeschaltete mehrstufige Bereichsgruppe (BG) aufweist, bei dem die Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) über eine steuerbare Trennkupplung mit einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor in Verbindung steht, das Hauptgetriebe (HG) und die Bereichsgruppe (BG) unsynchronisiert ausgebildet sind, und die Schaltkupplungen von jeweils zwei Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe (HG) und der Bereichsgruppe (BG) jeweils in einem gemeinsamen Schaltpaket mit zwei Schaltstellungen und einer Neutralstellung zusammengefasst sind, wobei während einer Bereichsschaltung zumindest in dem Hauptgetriebe (HG) und in der Bereichsgruppe (BG) jeweils ein Wechsel zwischen zwei Übersetzungsstufen erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Öffnen der Trennkupplung zum Antriebsmotor und Lastabbau am Antriebsmotor (Schritt S1, Schritt S2); – Schalten der Bereichsgruppe (BG) in Neutral und Beginn der Drehzahlführung des Antriebsmotors auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs (Schritt S3); – Abbremsen des Hauptgetriebes (HG) und der Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) mittels einer Getriebebremse (Schritt S4); – Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe (HG) und in der Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG), – wobei das Hauptgetriebe (HG) zunächst in Neutralgeschaltet wird (Schritt S6a), – anschließend ein Wechsel der Übersetzungsstufe im Hauptgetriebe (HG) erfolgt (Schritt S6b) – und dann das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe im Hauptgetriebe (HG) vollzogen wird (Schritt S6c); – Synchronisierung der Bereichsgruppe (BG) durch teilweises Schließen der Trennkupplung (Schritt S8); – Einlegen der Übersetzungsstufe der Bereichsgruppe BG), (Schritt S9); – gleichzeitiger oder zeitlich überschneidender Lastaufbau am Antriebsmotor und/oder vollständiges Schließen der Trennkupplung (Schritt S10, Schritt S11).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe (HG) und in der Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) gleichzeitig oder sequentiell erfolgt (Schritt S6a bis 6c, Schritt S7).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem Wechsel der Übersetzungsstufen in dem Hauptgetriebe (HG) dort ein Gassenwechsel erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorletzte Verfahrensschritt, also das Einlegen der neuen Übersetzungsstufe der Bereichsgruppe (BG), bei zumindest teilweise geöffneter Trennkupplung erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abbremsen des Hauptgetriebes (HG) in der Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) ein Wechsel der Übersetzungsstufe stattfindet.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (HG) und dass Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) bis auf eine Drehzahl abgebremst werden, ab der die jeweilige Klauenkupplung mit geringem Verschleiß schaltbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Split- bzw. Vorschaltgruppe (VG) beim Umschalten (Schritt S7) ohne Zwischenschaltung einer Neutral-Stellung von einer Übersetzungsstufe (K1) in eine andere Übersetzungsstufe (K2) geschaltet wird.