DE102011108024A1

DE102011108024A1 - Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102011108024A1
Application number: DE201110108024
Authority: DE
Inventors: Thomas Kull
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit zumindest einer Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d), die zumindest eine Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) und zumindest eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) geschaltete Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) umfasst, wobei die Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) und die Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) jeweils in zumindest einem geschalteten Getriebegang (V1, V2, V3, V4, R) zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen sind, und die Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) ein Gesamtauslegungsmoment aufweist, das zumindest einem in den Getriebegängen (V1) zu übertragenden maximalen Drehmoment entspricht. Es wird vorgeschlagen, dass die Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) ein Auslegungsmoment aufweist, das kleiner ist als das Gesamtauslegungsmoment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2007 036 097 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit zumindest einer Koppeleinheit, die zumindest eine Reibschlusseinheit und zumindest eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit geschaltete Formschlusseinheit umfasst, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Verlustleistung der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zu reduzieren. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit zumindest einer Koppeleinheit, die zumindest eine Reibschlusseinheit und zumindest eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit geschaltete Formschlusseinheit umfasst, wobei die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit jeweils in zumindest einem geschalteten Getriebegang zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen sind, und die Koppeleinheit ein Gesamtauslegungsmoment aufweist, das zumindest einem in den Getriebegängen zu übertragenden maximalen Drehmoment entspricht.
Es wird vorgeschlagen, dass die Reibschlusseinheit ein Auslegungsmoment aufweist, das kleiner ist als das Gesamtauslegungsmoment Dadurch kann die Reibschlusseinheit besonders klein ausgelegt werden, wodurch Verlustleistungen, insbesondere Schleppleistungen der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung reduziert werden können. Unter einer „Koppeleinheit” soll insbesondere sowohl eine Kupplungseinheit als auch eine Bremseinheit verstanden werden. Unter einer „Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zwei drehbar angeordnete Kopplungselemente wahlweise drehfest zu verbinden oder zu trennen. Unter einer „Bremseinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein drehbares Kopplungselement mit einer feststehenden Einheit, insbesondere einem Getriebegehäuse, wahlweise drehfest zu verbinden oder zu trennen. Unter einer „Reibschlusseinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die die drehfeste Verbindung im Wesentlichen durch einen Reibschluss herstellt, wie beispielsweise eine Lamellenkupplung bzw. Lamellenbremse. Unter einer „Formschlusseinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die die drehfeste Verbindung im Wesentlichen durch einen Formschluss herstellt, wie beispielsweise eine Klauenkupplung bzw. Klauenbremse. Unter einem „Kraftfluss” soll insbesondere ein Verlauf einer Kraft, insbesondere einer Betätigungskraft verstanden werden, die eine Betätigungsreihenfolge definiert, vorzugsweise ausgehend von einer Antriebsmaschine. Unter einem „Getriebegang” soll insbesondere ein diskret einstellbares Getriebeübersetzungsverhältnis verstanden werden. Unter einem „Getriebeübersetzungsverhältnis” soll insbesondere ein Verhältnis von einem Antriebsmoment zu einem Abtriebsmoment verstanden werden, wobei das Antriebsmoment von der Antriebsmaschine bereitgestellt wird und als Abtriebsmoment an Antriebsräder eines die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs übertragen wird. Unter einem „Auslegungsmoment” soll insbesondere ein mögliches, übertragbares Drehmoment verstanden werden, das von einer Einheit übertragen werden kann, ohne das die Einheit beschädigt oder zerstört wird. Vorzugsweise ist das Auslegungsmoment durch den Hersteller der jeweiligen Einheit vorgegeben. Vorteilhafterweise ist das Auslegungsmoment kleiner als ein Zerstörungsmoment der jeweiligen Einheit. Unter einem „Zerstörungsmoment” soll insbesondere ein Drehmoment verstanden werden, das zu einer Zerstörung oder einer Beschädigung der Einheit führt, wenn diese an der entsprechenden Einheit anliegt. Die jeweilige Koppeleinheit, die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit weisen vorzugsweise jeweils eine Sicherheitsreserve auf, die einer Differenz zwischen dem jeweiligen Zerstörungsmoment und dem jeweiligen Auslegungsmoment entspricht. Unter die „Gesamtauslegungsmoment” soll insbesondere das Auslegungsmoment der gesamten Koppeleinheit verstanden werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Gesamtauslegungsmoment zumindest um einen Faktor 2 größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit. Dadurch kann eine besonders verlustarme Koppeleinheit realisiert werden. Vorteilhafterweise ist das Gesamtauslegungsmoment zumindest um den Faktor 3 und besonders vorteilhaft zumindest um den Faktor 5 größer als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Formschlusseinheit ein Auslegungsmoment auf, das dem Gesamtauslegungsmoment entspricht. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Koppeleinheit realisiert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit zumindest eine Federeinheit aufweist, die in dem Kraftfluss nach der Reibschlusseinheit angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Betätigung der Formschlusseinheit, insbesondere eine kraftabhängige Betätigung der Formschlusseinheit erreicht werden. Vorzugsweise schaltet die Federeinheit die Formschlusseinheit selbstständig in einen Entkopplungszustand, wodurch ein selbstständiges Auslegen der Formschlusseinheit erreicht werden kann und somit Kosten, Bauraum und/oder Gewicht der Koppeleinheit reduziert werden können. Unter einem „Entkopplungszustand” soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem die Formschlusseinheit von einer Übertragung des Drehmoments getrennt ist.
In einer alternativen Ausgestaltung weist die Federeinheit zumindest eine Schnappfeder auf. Dadurch kann eine Kraft bei geschalteter Formschlusseinheit reduziert werden, wodurch eine benötigte Kraft zum Halten eines Kopplungszustands der Formschlusseinheit reduziert werden kann. Unter einem „Kopplungszustand” soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem die Formschlusseinheit ein Drehmoment überträgt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit zumindest eine, der Reibschlusseinheit zugeordnete Federeinheit und zumindest eine, der Formschlusseinheit zugeordnete Federeinheit aufweist, die voneinander unterschiedliche Federkräfte bereitstellen. Dadurch kann eine Betätigung, insbesondere eine Reihenfolge der Betätigung, der Reibschlusseinheit und der Formschlusseinheit besonders einfach angepasst werden, wodurch eine besonders vorteilhafte Betätigung realisiert werden kann. Unter einer „der Reibschlusseinheit zugeordneten Federeinheit” soll insbesondere eine Federeinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig mit der Reibschlusseinheit verbunden ist und/oder die auf zumindest ein Teil der Reibschlusseinheit direkt wirkt. Die der Reibschlusseinheit zugeordnete Federeinheit ist vorzugsweise direkt mit einem Teil der Reibschlusseinheit verbunden. Unter einer „der Formschlusseinheit zugeordneten Federeinheit” soll insbesondere eine Federeinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig mit der Formschlusseinheit verbunden ist und/oder die auf zumindest ein Teil der Formschlusseinheit direkt wirkt. Die der Formschlusseinheit zugeordnete Federeinheit ist vorzugsweise direkt mit einem Teil der Formschlusseinheit verbunden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit zumindest eine Betätigungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit gemeinsam zu betätigen. Dadurch kann eine vorteilhafte Betätigung der Koppeleinheit erreicht werden, wodurch insbesondere auf eine zusätzliche Betätigungseinheit verzichtet werden kann. Vorzugsweise betätigt die Betätigungseinheit die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit direkt. Unter „direkt” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass auf ein mechanisch aktives Element, wie insbesondere eine Federeinheit, das in dem Kraftfluss zwischen der Betätigungseinheit und der Reibschlusseinheit und/oder der Formschlusseinheit angeordnet ist, verzichtet wird.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Koppeleinheit zumindest zwei Betätigungseinheiten aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit getrennt voneinander zu betätigen. Dadurch kann eine Flexibilität der Betätigung der Reibschlusseinheit und der Formschlusseinheit erhöht werden. Unter „getrennt voneinander” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Betätigungseinheiten voneinander unabhängige Betätigungskräfte bereitstellen können, wodurch vorzugsweise die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit mit unterschiedlichen Betätigungskräften beaufschlagt werden können.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zumindest eine weitere Koppeleinheit und zumindest eine Druckmittelleitung aufweist, die dazu vorgesehen ist, die zumindest eine weitere Koppeleinheit zur Betätigung mit einem Druckmittel zu versorgen, wobei die Druckmittelleitung zumindest zur Steuerung von wenigstens der Formschlusseinheit vorgesehen ist. Dadurch kann ein schon vorhandener Druck zumindest zur Steuerung der Formschlusseinheit genutzt werden, wodurch Kosten, Bauraum und/oder Gewicht reduziert werden können. Unter einem „schon vorhandenen Druck” soll insbesondere ein Betriebsmitteldruck verstanden werden, der auch bei fehlender Formschlusseinheit vorhanden ist und/oder benötigt wird, beispielsweise zur Betätigung einer Koppeleinheit, um beispielsweise einen Getriebegang zu schalten. Vorzugsweise weist der schon vorhandene Druck, der zumindest zur Steuerung der Formschlusseinheit vorgesehen ist, wenigstens eine weitere Funktion auf, wie vorzugsweise die Betätigung der zumindest einen weiteren Koppeleinheit. Vorteilhafterweise kann ein Druck zumindest zur Steuerung der Formschlusseinheit von dem schon vorhandenen Druck abgeleitet werden. Unter „zumindest zur Steuerung” soll insbesondere verstanden werden, dass die Druckmittelleitung neben der Betätigung der zumindest einen weiteren Koppeleinheit auch zur Betätigung und/oder zur Schließung der Formschlusseinheit vorgesehen werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Getrieberadsatz auf, der zur Einstellung von zumindest zwei Getriebegängen vorgesehen ist, wobei die Koppeleinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem geschalteten Getriebegang ein Drehmoment zu übertragen, das größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit und in zumindest einem anderen geschalteten Getriebegang ein Drehmoment zu übertragen, das kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung bereitgestellt werden. Vorzugsweise übersetzt der Getrieberadsatz das Antriebsmoment um einen entsprechenden, dem geschalteten Getriebegang zugeordneten Drehmomentfaktor, der von dem geschalteten Getriebegang abhängt. Vorzugsweise weist der Getrieberadsatz zumindest ein Getriebe, insbesondere ein Planetenradgetriebe auf, welches zumindest teilweise miteinander kämmende Elemente umfasst. Unter einem „Drehmomentfaktor” soll insbesondere ein Faktor verstanden werden, der ein Verhältnis zwischen dem Antriebsmoment und einem Drehmoment, das an den einzelnen Elementen des Getrieberadsatzes, wie insbesondere an den Sonnenrädern, den Hohlrädern oder den Planetenradträgern auftritt, beschreibt.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Reibschlusseinheit dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen geschalteten Getriebegang, in dem das Drehmoment kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist, das Drehmoment vollständig zu übertragen. Dadurch kann eine verlustarme Koppeleinheit besonders einfach realisiert werden. Unter „vollständig” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Übertragung des anliegenden Drehmoments allein durch die Reibschlusseinheit verstanden werden, insbesondere ohne eine Unterstützung durch die Formschlusseinheit.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Formschlusseinheit dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen geschalteten Getriebegang, in dem das Drehmoment größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit, zumindest ein Überschussdrehmoment aufzunehmen. Dadurch kann das Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit erhöht werden. Vorzugsweise nimmt die Formschlusseinheit in den Getriebegängen, in dem das Drehmoment größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit, das Drehmoment vollständig auf. Unter einem „Überschussdrehmoment” soll insbesondere ein Drehmoment verstanden werden, dass einer Differenz von dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit und einem durch die Koppeleinheit übertragendem Drehmoment entspricht, wenn das von der Koppeleinheit übertragende Drehmoment größer als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Getrieberadsatz eine Schaltlogik aufweist, die wenigstens einen Schaltvorgang umfasst, bei dem die Koppeleinheit ausgehend von dem Getriebegang, in dem das Drehmoment kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist, geöffnet wird. Dadurch kann ein vorteilhaftes Schalten der Getriebegänge erreicht werden. Vorzugsweise weist die Schaltlogik genau einen solchen Schaltvorgang auf. Unter einem „Schaltvorgang” soll hier insbesondere ein sequentieller Schaltvorgang, also ein Schaltvorgang in einen benachbarten Getriebegang verstanden werden. Vorzugsweise wird in einem solchen Schaltvorgang, also in einem Schaltvorgang, in dem ein Getriebegang, insbesondere ein benachbarter Getriebegang durch Öffnen der Koppeleinheit geschaltet wird, lediglich die Reibschlusseinheit geöffnet bzw. betätigt. Da lediglich die Reibschlusseinheit geöffnet bzw. betätigt wird, kann ein hoher Schaltkomfort realisiert werden. Unter „benachbarter Getriebegang” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein nächst höherer Getriebegang, also ein nächst kleineres Getriebeübersetzungsverhältnis verstanden werden.
Besonders bevorzugt weist die Schaltlogik wenigstens einen Schaltvorgang auf, bei dem die Koppeleinheit ausgehend von dem Getriebegang, in dem das Drehmoment kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist, geschlossen bleibt. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Schalten der Getriebegänge erreicht werden. Unter einem „Schaltvorgang” soll hier insbesondere ein sequentieller Schaltvorgang, also ein Schaltvorgang in einen benachbarten Getriebegang verstanden werden. Vorzugsweise wird in einem solchen Schaltvorgang lediglich die Formschlusseinheit geschlossen bzw. betätigt, wobei die geschlossene Reibschlusseinheit geschlossen bleibt. Unter „benachbarter Getriebegang” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein nächst kleinerer Getriebegang, also ein nächst höheres Getriebeübersetzungsverhältnis verstanden werden. Vorteilhafterweise bleibt die Koppeleinheit, ausgehend von dem Getriebegang, in dem die Koppeleinheit ein Drehmoment überträgt, das kleiner oder gleich ist wie das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit, zur Schaltung von zumindest zwei nacheinander folgenden niedrigeren Getriebegängen, besonders vorteilhaft zur Schaltung von zumindest drei nacheinander folgenden niedrigeren Getriebegängen und ganz besonders vorteilhaft zur Schaltung von sämtlichen niedrigeren Getriebegängen, insbesondere auch von einem Rückwärtsgetriebegang, geschlossen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Steuer und/oder Regeleinheit aufweist, die dazu vorgesehen, bei einem Schaltvorgang zur Schaltung eines Getriebegangs, in dem die Koppeleinheit ein Drehmoment kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit überträgt, eine Betätigungskraft der Koppeleinheit einzustellen die lediglich zur Schließung der Reibschlusseinheit vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Betätigung der Koppeleinheit erreicht werden. Vorzugsweise werden die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit durch die Betätigungskraft der Koppeleinheit betätigt und somit geschlossen und/oder geöffnet. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem Steuergerät soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, bei einem Schaltvorgang, ausgehend von dem Getriebegang, in dem die Koppeleinheit ein Drehmoment überträgt, das kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist, zur Schaltung in einen Getriebegang mit einem Drehmoment, das größer als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit ist, die Formschlusseinheit zuzuschalten. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Übertragung des Drehmoments eingestellt werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Reibschlusseinheit zumindest teilweise als eine Lamellenkupplung oder als eine Lamellenbremse ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Reibschlusseinheit bereitgestellt werden. Bei einer als Lamellenkupplung oder Lamellenbremse ausgebildeten Reibschlusseinheit kann insbesondere eine Anzahl der Lamellen und/oder eine Größe, insbesondere ein Durchmesser der Lamellen reduziert werden, wodurch die Verlustleistung, insbesondere eine Schleppleistung reduziert werden kann. Da dadurch eine Reibfläche der Reibschlusseinheit reduziert werden kann, kann ein Schaltkomfort verbessert werden und eine gute Auflösung (bar/Newton·meter) bei einer Ansteuerung erreicht werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Formschlusseinheit zumindest teilweise als eine Klauenkupplung oder eine Klauenbremse ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Formschlusseinheit bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise kann die als Klauenkupplung oder Klauenbremse ausgebildete Formschlusseinheit angespitzt werden, wodurch eine Zahn-auf-Zahn-Stellung verhindert werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einem an sich bekannten Getrieberadsatz,
2 eine schematische Darstellung einer Koppeleinheit der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung,
3 eine Schaltlogik des Getrieberadsatzes,
4 eine Koppeleinheit eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung schematisch dargestellt,
5 eine Koppeleinheit eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung schematisch dargestellt,
6 eine Koppeleinheit eines vierten Ausführungsbeispiels einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung schematisch dargestellt und
7 einen Schaltablauf.
Die 1 und 2 zeigen eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung. Zur Einstellung von zehn Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein Getrieberadsatz 15a auf. Der Getrieberadsatz 15a weist neun Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 und einen Rückwärtsgetriebegang R auf. Die Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 weisen aufeinander folgende Übersetzungsverhältnisse auf. Dabei weist der erste Vorwärtsgetriebegang V1 das größte Übersetzungsverhältnis und der letzte, in diesem Ausführungsbeispiel neunte Vorwärtsgetriebegang V9 das kleinste Übersetzungsverhältnis auf, wobei die Übersetzungsverhältnisse vom niedrigen zum hohen Vorwärtsgetriebegang V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 abnehmen. Der Rückwärtsgetriebegang R weist im Vergleich zu den Vorwärtsgetriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 eine Drehrichtungsumkehr auf.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung weist weiter ein Getriebegehäuse 16a auf. Der Getrieberadsatz 15a ist zumindest teilweise in dem Getriebegehäuse 16a angeordnet. Das Getriebegehäuse 16a ist ortsfest angeordnet.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung verbindet eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine eines die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs mit nicht näher dargestellten Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Die Antriebsmaschine stellt das Antriebsmoment bereit. Mittels der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung wird ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebsmaschine und den Antriebsrädern eingestellt. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung kann mit einem Hybridantriebsmodul verbunden werden, mittels dem das Antriebsmoment verändert werden kann. Weiter kann mittels des Hybridantriebsmoduls und der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein CVT realisiert werden, wodurch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung realisiert werden kann, deren Übersetzungsverhältnis zumindest in Teilbereichen stufenlos eingestellt werden kann.
Zur Einleitung des Antriebsmoments in den Getrieberadsatz 15a weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Antriebseinheit 17a auf. Die Antriebseinheit 17a ist in einem Kraftfluss nach der Antriebsmaschine und vor dem Getrieberadsatz 15a angeordnet. Die Antriebseinheit 17a weist eine Antriebswelle 18a auf. Die Antriebswelle 18a verbindet die Antriebsmaschine mit dem Getrieberadsatz 15a. Der Antriebseinheit 17a kann ein nicht näher dargestelltes Modul vorgeschaltet sein, das insbesondere eine Anfahrfunktionalität bereitstellt. Als ein vorgeschaltetes Modul ist beispielsweise ein Drehmomentwandler oder eine nasse Anfahrkupplung denkbar. Grundsätzlich kann das zum Anfahren vorgesehene Modul aber auch in den Getrieberadsatz 15a integriert sein.
Zur Ausleitung eines übersetzten Antriebsmoments, also eines Abtriebsmoments, weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Abtriebseinheit 19a auf. Die Abtriebseinheit 19a ist in dem Kraftfluss nach dem Getrieberadsatz 15a und vor den Antriebsrädern angeordnet. Die Abtriebseinheit 19a weist eine Abtriebswelle 20a auf. Die Abtriebswelle 20a verbindet den Getrieberadsatz 15a mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Der Abtriebseinheit 19a kann ein nicht näher dargestelltes Modul nachgeschaltet sein, mittels dem das aus dem Getrieberadsatz 15a ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Planetenradgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder eine Allradantriebseinheit, die das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Die Antriebseinheit 17a und die Abtriebseinheit 19a können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein.
Der Getrieberadsatz 15a weist vier Planetenradgetriebe 21a, 22a, 23a, 24a auf. Das erste Planetenradgetriebe 21a, das zweite Planetenradgetriebe 22a, das dritte Planetenradgetriebe 23a und das vierte Planetenradgetriebe 24a sind hintereinander entlang einer Hauptrotationsachse 25a angeordnet. Sämtliche Planetenradgetriebe 21a, 22a, 23a, 24a des Getrieberadsatzes 15a weisen einen Einfachplanetenradsatz auf.
Das erste Planetenradgetriebe 21a ist eingangsseitig angeordnet. Das zweite Planetenradgetriebe 22a ist mittig eingangsseitig angeordnet. Das dritte Planetenradgetriebe 23a ist mittig ausgangsseitig angeordnet. Das vierte Planetenradgetriebe 24a ist ausgangsseitig angeordnet. Das Planetenradgetriebe 23a umfasst ein Sonnenrad 26a, ein Hohlrad 27a und einen Planetenradträger 28a. Der Planetenradträger 28a führt Planetenräder auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder kämmen mit dem Sonnenrad 26a und mit dem Hohlrad 27a. Die Planetenräder sind drehbar auf dem Planetenradträger 28a gelagert. Die Planetengetriebe 21a, 22a, 24a sind analog zu dem Planetenradgetriebe 23a ausgebildet.
Zur Schaltung der Getriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist der Getrieberadsatz 15a sechs Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a auf. Die Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a übertragen in den Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R unterschiedliche Drehmomente. Der Getrieberadsatz 15a definiert für die Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a Drehmomentfaktoren in den Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R. Durch die Drehmomentfaktoren sind in den Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R von den Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a übertragene Drehmomente in dem Getrieberadsatz 15a definiert. Die Drehmomentfaktoren sind von einer Position der Koppeleinheit 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a in dem Getrieberadsatz 15a abhängig. Die Drehmomente, die von den Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a übertragen werden, sind von einem geschalteten Getriebegang V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R, dem Drehmomentfaktor und einem Antriebsmoment abhängig. Die sechs Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a weisen jeweils ein Gesamtauslegungsmoment auf. Die jeweiligen Gesamtauslegungsmomente richten sich nach einem maximalen zu übertragenden Drehmoment von der jeweiligen Koppeleinheit 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a bei den zugehörigen Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R. Die Gesamtauslegungsmomente sind an die Getriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R angepasst und können sich von Koppeleinheit 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a zu Koppeleinheit 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a unterscheiden.
Die drei Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a sind als Kupplungseinheiten ausgebildet. Sie weisen jeweils ein erstes drehbares Kopplungselement und ein zweites drehbares Kopplungselement auf. Die drei Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente drehfest miteinander zu verbinden. Die Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a werden jeweils über nicht näher dargestellte Aktuatoren betätigt, wodurch die Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a eine drehfeste Verbindung herstellen. Die drei Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a weisen jeweils eine Reibschlusseinheit auf. Die Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a sind jeweils als eine Lamellenkupplung ausgebildet.
Die zwei Koppeleinheiten 30a, 31a sind als Bremseinheiten ausgebildet. Die Koppeleinheiten 30a, 31a weisen jeweils nur ein Kopplungselement auf. Die Koppeleinheiten 30a, 31a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr Kopplungselement drehfest mit dem Getriebegehäuse 16a zu verbinden. Die als Bremseinheiten ausgebildeten Koppeleinheiten 30a, 31a stützen ein anliegendes Drehmoment ab. Die Koppeleinheiten 30a, 31a werden ebenfalls jeweils über nicht näher dargestellte Aktuatoren betätigt, wodurch die Koppeleinheiten 30a, 31a eine drehfeste Verbindung herstellen. Die zwei Koppeleinheiten 30a, 31a weisen jeweils eine Reibschlusseinheit auf. Die Koppeleinheiten 30a, 31a sind jeweils als eine Lamellenbremse ausgebildet.
Die Koppeleinheit 10a ist ebenfalls als eine Bremseinheit ausgebildet. Die Koppeleinheit 10a weist ein Kopplungselement 34a auf. Die Koppeleinheit 10a ist dazu vorgesehen, ihr Kopplungselement 34a drehfest mit dem Getriebegehäuse 16a zu verbinden und somit ein am Hohlrad 27a anliegendes Drehmoment zu übertragen. Die Koppeleinheit 10a ist in axialer Richtung in Höhe des dritten Planetenradgetriebes 23a des Getrieberadsatzes 15a angeordnet. Das Kopplungselement 34a der Koppeleinheit 10a ist direkt drehfest mit dem Hohlrad 27a des Planetenradgetriebes 23a verbunden. Die als eine Bremseinheit ausgebildete Koppeleinheiten 10a stützt ein anliegendes Drehmoment an dem Hohlrad 27a ab.
Die Koppeleinheit 10a weist eine Reibschlusseinheit 11a und eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit 11a geschaltete Formschlusseinheit 12a auf (vgl. 2). Die Reibschlusseinheit 11a überträgt dabei lediglich das an dem Hohlrad 27a anliegende Drehmoment in dem geschalteten vierten Vorwärtsgetriebegang V4. Die Formschlusseinheit 12a überträgt das an dem Hohlrad 27a anliegende Drehmoment in dem geschalteten ersten Vorwärtsgetriebegang V1, zweiten Vorwärtsgetriebegang V2, dritten Vorwärtsgetriebegang V3 und in dem geschalteten Rückwärtsgetriebegang R.
Die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a weisen jeweils ein Auslegungsmoment auf. Das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a und das Auslegungsmoment der Formschlusseinheit 12a sind unterschiedlich. Das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a ist kleiner als das Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit 10a. Das Auslegungsmoment der Formschlusseinheit 12a entspricht dem Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit 10a. Somit ist das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a kleiner als das Auslegungsmoment der Formschlusseinheit 12a. Das Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit 10a ist in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr um den Faktor 5, 8 größer als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a.
Die Koppeleinheit 10a überträgt also in den geschalteten Getriebegängen V1, V2, V3, R ein Drehmoment, das größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a und in dem geschalteten Getriebegang V4 ein Drehmoment, das kleiner ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a. Die Reibschlusseinheit 11a überträgt dabei in dem Getriebegang V4, in dem das anliegende Drehmoment kleiner ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a, das anliegende Drehmoment vollständig. In diesem Ausführungsbeispiel überträgt die Formschlusseinheit 12a in den Getriebegängen V1, V2, V3, R, in denen das anliegende Drehmoment größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a, das Drehmoment ebenfalls vollständig. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Formschlusseinheit 12a in zumindest einem der Getriebegängen V1, V2, V3, R, in denen das anliegende Drehmoment größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a, lediglich ein Überschussmoment überträgt. Dabei ist das Überschussmoment ungefähr eine Differenz zwischen dem anliegenden Drehmoment und dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a.
Die Reibschlusseinheit 11a ist als eine Lamellenbremse ausgebildet. Die Reibschlusseinheit 11a weist mehrere Lamellen auf, wobei nur eine Anfangslamelle 35a und eine Endlamelle 36a dargestellt sind. Die Anfangslamelle 35a drückt bei Anliegen einer Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a mit der Betätigungskraft gegen die weiteren Lamellen und damit gegen die Endlamelle 36a. In einem Kopplungszustand der Reibschlusseinheit 11a drücken die Lamellen gegeneinander, wodurch sich bei einer definierten Betätigungskraft durch Reibung von Reibflächen der Lamellen ein Kraftschluss bzw. Reibschluss bildet und ein anliegendes Drehmoment an dem Hohlrad 27a übertragen bzw. abgestützt wird. In einem Entkopplungszustand der Reibschlusseinheit 11a überträgt bzw. bremst die Reibschlusseinheit 11a kein Drehmoment. Die Reibschlusseinheit 11a ist dabei von der Übertragung eines an dem Hohlrad 27a anliegenden Drehmoments entkoppelt.
Die Formschlusseinheit 12a ist als eine Klauenbremse ausgebildet. Die Formschlusseinheit 12a umfasst ein erstes Formschlusselement 37a und ein zweites Formschlusselement 38a. Das zweite Formschlusselement 38a ist durch das Getriebegehäuse 16a gebildet. Das erste Formschlusselement 37a weist eine Aussparung auf. Die Aussparung ist korrespondierend zu dem zweiten Formschlusselement 38a ausgebildet. In einem Kopplungszustand der Formschlusseinheit 12a greift das zweite Formschlusselement 38a in das erste Formschlusselement 37a, wodurch sich ein Formschluss bildet und das an dem Hohlrad 27a anliegende Drehmoment an das ortsfeste Getriebegehäuse 16a übertragen und damit abgestützt wird. In einem Entkopplungszustand der Formschlusseinheit 12a überträgt bzw. bremst die Formschlusseinheit 12a kein Drehmoment, die Formschlusseinheit 12a ist also von der Übertragung eines an dem Hohlrad 27a anliegenden Drehmoment entkoppelt.
Grundsätzlich können zusätzlich oder alternativ weitere als Bremseinheiten ausgebildete Koppeleinheiten eine Reibschlusseinheit und eine parallel zu der Reibschlusseinheit geschaltete Formschlusseinheit analog zu der Koppeleinheit 10a aufweisen. Außerdem ist es auch denkbar, dass zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere als Kupplungseinheiten ausgebildete Koppeleinheiten eine Reibschlusseinheit und eine parallel zu der Reibschlusseinheit geschaltete Formschlusseinheit aufweisen. Dabei ist die Reibschlusseinheit als eine Lamellenkupplung und die Formschlusseinheit als eine Klauenkupplung ausgebildet.
In einem Betrieb, also bei Einleitung eines Antriebmoments in den Getrieberadsatz 15a, liegt an den Kopplungselementen der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 33a und an dem Kopplungselement 34a der Koppeleinheit 10a jeweils ein Drehmoment an, das grundsätzlich auch null sein kann, wobei die Drehmomente von dem geschalteten Getriebegang V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R und dem Antriebsmoment abhängen.
Die Koppeleinheit 10a überträgt in fünf Getriebegängen V1, V2, V3, V4, R unterschiedlich übersetzte Antriebsmomente, also unterschiedliche Drehmomente, die von dem Antriebsmoment abhängig sind. Die Reibschlusseinheit 11a der Koppeleinheit 10a überträgt lediglich das kleinste Drehmoment der zur Übertragung durch die Koppeleinheit 10a vorgesehenen Drehmomente. Die Reibschlusseinheit 11a der Koppeleinheit 10a überträgt das Antriebsmoment, das mit dem kleinsten Drehmomentfaktor übersetzt wird. Die Reibschlusseinheit 11a ist somit lediglich zur Übertragung des Drehmoments in dem höchsten Getriebegang V4, im Vergleich zu den durch die Koppeleinheit 10a schaltbaren bzw. der Koppeleinheit 10a zugeordneten Getriebegänge V1, V2, V3, V4, R vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der höchste, durch die Koppeleinheit 10a schaltbare bzw. der Koppeleinheit 10a zugeordnete Getriebegang als der vierte Vorwärtsgetriebegang V4 ausgebildet.
Die Reibschlusseinheit 11a ist so ausgelegt, dass diese lediglich das kleinste Drehmoment der zur Übertragung durch die Koppeleinheit 10a vorgesehenen Drehmomente übertragen kann. Die Reibschlusseinheit 11a der Koppeleinheit 10a ist somit dem höchsten Getriebegang zugeordnet, der durch die Koppeleinheit 10a schaltbar ist. Die Formschlusseinheit 12a überträgt die restlichen zur Übertragung durch die Koppeleinheit 10a vorgesehenen Drehmomente.
Zur Entkopplung der Formschlusseinheit 12a von einer Übertragung des Drehmoments weist die Koppeleinheit 10a eine Federeinheit 13a auf. Die Federeinheit 13a entkoppelt die Formschlusseinheit 12a in einem Getriebegang V4 von der Übertragung des Drehmoments. Die Federeinheit 13a entkoppelt die Formschlusseinheit 12a von der Übertragung des Drehmoments in dem höchsten Getriebegang V4, der durch die Koppeleinheit 10a schaltbar ist. Die Federeinheit 13a bewegt die Formschlusseinheit 12a selbstständig in den Entkopplungszustand und entkoppelt somit selbstständig die Formschlusseinheit 12a von der Übertragung des an dem Hohlrad 27a anliegenden Drehmoments. Sie bewegt selbstständig das erste Formschlusselement 37a. Die Federeinheit 13a ist in einem Kraftfluss nach der Reibschlusseinheit 11a angeordnet. Die Federeinheit 13a ist in dem Kraftfluss zwischen dem Getriebegehäuse 16a und der Reibschlusseinheit 11a angeordnet. Die Federeinheit 13a ist mit einer Seite an dem Getriebegehäuse 16a und mit einer anderen Seite an der Endlamelle 36a der Reibschlusseinheit 11a angeordnet. Die Federeinheit 13a weist ein einziges Federelement 39a auf. Das Federelement 39a ist als eine Spiralfeder ausgebildet.
Zur gemeinsamen Betätigung der Reibschlusseinheit 11a und der Formschlusseinheit 12a umfasst die Koppeleinheit 10a eine Betätigungseinheit 14a. Die Betätigungseinheit 14a betätigt die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a direkt, also unmittelbar. Die Betätigungseinheit 14a kann eine Betätigungskraft lediglich in eine Richtung bereitstellen. Die Betätigungseinheit 14a kann eine, in Richtung des Getriebegehäuses 16a weisende Betätigungskraft bereitstellen. Die Betätigungseinheit 14a, die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a sind direkt miteinander gekoppelt. Die Anfangslamelle 35a der Reibschlusseinheit 11a, das erste Formschlusselement 37a und die Betätigungseinheit 14a sind direkt miteinander gekoppelt. Die Betätigungseinheit 14a betätigt die Federeinheit 13a über die Reibschlusseinheit 11a. Die Betätigungseinheit 14a weist lediglich einen Aktuator 40a bzw. Kolben auf. Der Aktuator 40a ist als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet. Die Betätigungseinheit 14a stellt eine hydraulische Betätigungskraft bereit. Zur Erzeugung der Betätigungskraft weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine nicht näher dargestellte Druckmittelversorgung auf. Die Druckmittelversorgung weist zumindest eine Druckmittelleitung, zumindest ein Ventil und/oder Ähnliches auf, die strömungstechnisch an eine hydraulische Pumpe angebunden sind. Die Druckmittelversorgung ist zur Betätigung der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a vorgesehen. Sie versorgt zur Betätigung der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a die entsprechende Betätigungseinheit 14a bzw. den entsprechenden Aktuator 40a mit einem Druckmittel. Das Druckmittel ist als ein Betriebsmittelöl ausgebildet.
Zur Steuerung der jeweiligen Aktuatoren zur Betätigung der entsprechenden Koppeleinheit 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a und damit zur Schaltung der Getriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit auf. Die Steuer- und Regeleinheit steuert bzw. regelt die Pumpe zur Versorgung der Betätigungseinheiten 14a der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a und damit der Aktuatoren 40a der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a.
Zur Betätigung der Koppeleinheit 10a stellt die Steuer- und Regeleinheit die Betätigungskraft der Betätigungseinheit 14a ein. Durch die Betätigungskraft der Betätigungseinheit 14a stellt sich eine Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a ein. Die Betätigungseinheit 14a betätigt durch die Betätigungskraft die Koppeleinheit 10a und damit die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a gleichzeitig. Die Steuer- und Regeleinheit kann durch die Betätigungseinheit 14a die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a in ihren Kopplungszustand schalten, wobei zur Schaltung der Farmschlusseinheit 12a in den Kopplungszustand die Betätigungskraft der Betätigungseinheit 14a größer sein muss als eine zu der Betätigungskraft entgegenwirkende Federkraft der Federeinheit 13a.
Grundsätzlich kann die Federeinheit 13a auch lediglich eine Schnappfeder aufweisen. Um die Formschlusseinheit 12a, ausgehend von dem Kopplungszustand in den Entkopplungszustand zu bewegen bzw. zu schalten, weist eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung die die Schnappfeder aufweisende Federeinheit 13a umfasst, eine Betätigungseinheit 14a auf, die eine Betätigungskraft in zwei Richtungen bereitstellen kann. Eine solche Betätigungseinheit 14a kann eine, in Richtung des Getriebegehäuses 16a und eine entgegen des Getriebegehäuses 16a weisende Betätigungskraft bereitstellen. Die Betätigungseinheit 14a weist dabei einen doppelt wirkenden Aktuator 40a bzw. Kolben auf. Der doppelt wirkende Aktuator 40a ist dabei als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet.
Der Getrieberadsatz 15a weist eine Schaltlogik auf. Die Schaltlogik ist in der 3 dargestellt. Die Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R werden mittels der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a geschaltet. Zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R sind jeweils höchstens drei der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a geschlossen, während die restlichen Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a geöffnet sind. Bei einem Schaltvorgang von einem der Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R in einen benachbarten Vorwärtsgetriebegang V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R werden jeweils höchstens zwei der Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a verändert. Bei jedem Schaltvorgang von einem der Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R in einen benachbarten Vorwärtsgetriebegang V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R bleiben jeweils zwei bereits geschlossene Koppeleinheiten 29a, 30a, 31a, 32a, 10a, 33a geschlossen.
Im Folgenden werden lediglich die Getriebegänge V1, V2, V3, V4, R näher erläutert, die der Koppeleinheit 10a zugeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Koppeleinheit 10a, der erste Vorwärtsgetriebegang V1, der zweite Vorwärtsgetriebegang V2, der dritte Vorwärtsgetriebegang V3, der vierte Vorwärtsgetriebegang V4 und der Rückwärtsgetriebegang R zugeordnet. In dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1, dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2, dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3, dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 und dem Rückwärtsgetriebegang R überträgt die Koppeleinheit 10a ein an dem Hohlrad 27a anliegendes Drehmoment. Die Koppeleinheit 10a überträgt also das Drehmoment auf das Getriebegehäuse 16a und stützt es somit ab. Dabei überträgt lediglich die Formschlusseinheit 12a das an dem Hohlrad 27a anliegende Drehmoment in dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1, dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2, dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 und dem Rückwärtsgetriebegang R. In dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 überträgt lediglich die Reibschlusseinheit 11a das an dem Hohlrad 27a anliegende Drehmoment. Die Formschlusseinheit 12a ist also dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1, dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2, dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 und dem Rückwärtsgetriebegang R zugeordnet. Die Reibschlusseinheit 11a ist lediglich dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 zugeordnet.
In dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 sind die Koppeleinheiten 31a, 32a, 10a geschlossen. In dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 ist die Formschlusseinheit 12a der Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Koppeleinheiten 29a, 30a, 33a sind dabei geöffnet. Der Drehmomentfaktor an der Koppeleinheit 10a in dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 beträgt –3,85.
In dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 sind die Koppeleinheiten 29a, 32a, 10a geschlossen. In dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 ist die Formschlusseinheit 12a der Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Koppeleinheiten 30a, 31a, 33a sind dabei geöffnet. Der Drehmomentfaktor an der Koppeleinheit 10a in dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 beträgt –2,33a.
In dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 sind die Koppeleinheiten 29a, 31a, 10a geschlossen. In dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 ist die Formschlusseinheit 12a der Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Koppeleinheiten 30a, 32a, 33a sind dabei geöffnet. Der Drehmomentfaktor an der Koppeleinheit 10a in dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 beträgt –1,62a.
In dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 sind die Koppeleinheiten 10a, 31a, 33a geschlossen. In dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 ist die Reibschlusseinheit 11a der Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Koppeleinheiten 29a, 30a, 32a sind dabei geöffnet. Der Drehmomentfaktor an der Koppeleinheit 10a in dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 beträgt –0,66.
In dem Rückwärtsgetriebegang R sind die Koppeleinheiten 30a, 31a, 10a geschlossen. In dem Rückwärtsgetriebegang R ist die Formschlusseinheit 12a der Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Koppeleinheiten 29a, 32a, 33a sind dabei geöffnet. Der Drehmomentfaktor an der Koppeleinheit 10a in dem Rückwärtsgetriebegang R beträgt 3,45.
Die Reibschlusseinheit 11a der Koppeleinheit 10a ist lediglich dem Getriebegang V4 zugeordnet, der den kleinsten Drehmomentfaktor aufweist und somit das kleinste Drehmoment, im Vergleich zu den der Koppeleinheit 10a zugeordneten Getriebegängen V1, V2, V3, R, überträgt. Da die als Lammelenbremse ausgebildete Reibschlusseinheit 11a lediglich zur Schaltung des Getriebegangs V4 mit einem Drehmomentfaktor 0,66 und nicht zur Schaltung des Getriebegangs V1 mit einem Drehmomentfaktor 3,85 vorgesehen ist, weist die Reibschlusseinheit 11a ein Auslegemoment auf, dass ungefähr dem 0,66-fachen des maximal von der Koppeleinheit 10a zu übertragenden Drehmoments entspricht. Dadurch kann eine Lamellenanzahl der als Lammelenbremse ausgebildete Reibschlusseinheit 11a auf ungefähr das 0,17-fache, im Vergleich zu einer Reibschlusseinheit die auch für den Getriebegang V1 vorgesehen ist, reduziert werden.
In den Getriebegängen V5, V6, V7, V8, V9 ist die Koppeleinheit 10a und damit die Formschlusseinheit 12a und die Reibschlusseinheit 11a geöffnet und von der Übertragung eines Drehmoments entkoppelt.
Die Schaltlogik weist mehrere Schaltvorgänge auf. Im Folgenden werden lediglich ein Paar der Schaltvorgänge beschrieben, die die Koppeleinheit 10a betreffen.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von einem Neutralzustand des Getrieberadsatzes 15a, also keiner der Getriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R ist geschaltet, in den ersten Vorwärtsgetriebegang V1 geschaltet wird, stellt die Steuer- und Regeleinheit eine Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a ein, die größer ist als eine Federkraft der Federeinheit 13a der Koppeleinheit 10a. Durch die Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a bewegt sich die Anfangslamelle 35a der Reibschlusseinheit 11a in Richtung des Getriebegehäuses 16a, wodurch die Anfangslamelle 35a und die Endlamelle 36a und damit alle Lamellen der Reibschlusseinheit 11a gegeneinander gedrückt werden. Die Reibschlusseinheit 11a ist in dem Kopplungszustand geschaltet. Gleichzeitig bewegt sich das erste Formschlusselement 37a der Formschlusseinheit 12a durch die Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a in Richtung des Getriebegehäuses 16a. Da die Steuer- und Regeleinheit eine Betätigungskraft einstellt die größer ist als die entgegenwirkende Federkraft der Federeinheit 13a, greift das Formschlusselement 38a in das erste Formschlusselement 37a. Die Formschlusseinheit 12a ist in den Kopplungszustand geschaltet. In dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 überträgt die Formschlusseinheit 12a das an dem Hohlrad 27a anliegende, durch den Drehmomentfaktor des ersten Vorwärtsgetriebegangs V1 übersetzte Antriebsmoment. Die Steuer- und Regeleinheit stellt in dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 eine Betätigungskraft ein, die die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a schaltet. Weiter schließt die Steuer- und Regeleinheit in diesem Schaltvorgang durch ansteuern der entsprechenden Aktuatoren die Koppeleinheiten 31a, 32a. Der erste Vorwärtsgetriebegang V1 ist geschaltet.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 in den zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 geschaltet wird, lässt die Steuer- und Regeleinheit die Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a konstant. In dem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 der zweite Vorwärtsgetriebegang V2 geschaltet wird, bleibt die Betätigung der Koppeleinheit 10a unverändert. Die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a der Koppeleinheit 10a bleiben jeweils in dem Kopplungszustand geschaltet, wobei weiterhin die Formschlusseinheit 12a das an dem Hohlrad 27a anliegende, durch den Drehmomentfaktor des zweiten Vorwärtsgetriebegangs V2 übersetzte Antriebsmoment überträgt. Die Steuer- und Regeleinheit öffnet in diesem Schaltvorgang die Koppeleinheit 31a und schließt die Koppeleinheit 29a. Der zweite Vorwärtsgetriebegang V2 ist geschaltet.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 in den dritten Vorwärtsgetriebegang V3 geschaltet wird, lässt die Steuer- und Regeleinheit weiterhin die Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a konstant. in dem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 der dritte Vorwärtsgetriebegang V3 geschaltet wird, bleibt die Betätigung der Koppeleinheit 10a unverändert. Die Reibschlusseinheit 11a und die Formschlusseinheit 12a der Koppeleinheit 10a bleiben jeweils in dem Kopplungszustand geschaltet, wobei weiterhin die Formschlusseinheit 12a das an dem Hohlrad 27a anliegende, durch den Drehmomentfaktor des dritten Vorwärtsgetriebegangs V3 übersetzte Antriebsmoment überträgt. Die Steuer- und Regeleinheit schließt in diesem Schaltvorgang die Koppeleinheit 31a und öffnet die Koppeleinheit 32a. Der dritte Vorwärtsgetriebegang V3 ist geschaltet.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 in den Getriebegang geschaltet wird, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Auslegemoment der Reibschlusseinheit 11a, also in einem Schaltvorgang zur Schaltung des vierten Vorwärtsgetriebegangs V4, stellt die Steuer- und Regeleinheit eine Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a ein, die kleiner ist als die entgegenwirkende Federkraft der Federeinheit 13a, wodurch die Federeinheit 13a selbständig das erste Formschlusselement 37a weg von dem Getriebegehäuse 16a drückt und somit in den Entkopplungszustand der Formschlusseinheit 12a schaltet. In dem Schaltvorgang entkoppelt die Steuer- und Regeleinheit bzw. die Federeinheit 13a die Formschlusseinheit 12a von einer Übertragung des an dem Hohlrad 27a anliegenden Drehmoments. Die Steuer- und Regeleinheit stellt eine Betätigungskraft ein, durch die die Reibschlusseinheit 11a weiterhin in dem Kopplungszustand geschaltet bleibt. in diesem Schaltvorgang bleibt ein Schaltzustand der Koppeleinheit 10a unverändert. In dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 und damit in dem Getriebegang, in dem die Koppeleinheit 10a das kleinste Drehmoment überträgt bzw. ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Auslegemoment der Reibschlusseinheit 11a, überträgt die Reibschlusseinheit 11a alleine das an dem Hohlrad 27a anliegende, durch den Drehmomentfaktor des vierten Vorwärtsgetriebegangs V4 übersetzte Antriebsmoment. Die Steuer- und Regeleinheit stellt in dem Schaltvorgang zur Schaltung des vierten Vorwärtsgetriebegangs V4, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment kleiner dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a überträgt, eine Betätigungskraft ein, die lediglich die Reibschlusseinheit 11a schließt.
Weiter schließt die Steuer- und Regeleinheit in diesem Schaltvorgang die Koppeleinheit 33a und öffnet die Koppeleinheit 29a. Der vierte Vorwärtsgetriebegang V4 ist geschaltet.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem Getriebegang, in dem die Koppeleinheit ein Drehmoment kleiner dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a überträgt, also in dem ausgehend von dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 in den fünften Vorwärtsgetriebegang V5 geschaltet wird, stellt die Steuer- und Regeleinheit keine Betätigungskraft ein. In diesem Schaltvorgang schaltet die Steuer- und Regeleinheit die Reibschlusseinheit 11a in den Entkopplungszustand. In diesem Schaltvorgang entkoppelt die Steuer- und Regeleinheit die Reibschlusseinheit 11a von einer Übertragung des Drehmoments. In diesem Schaltvorgang wird die Koppeleinheit 10a geöffnet. Die Steuer- und Regeleinheit schließt weiter in diesem Schaltvorgang die Koppeleinheit 29a. Der fünfte Vorwärtsgetriebegang V5 ist geschaltet.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem fünften Vorwärtsgetriebegang V5 in den Getriebegang, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a, also in den vierten Vorwärtsgetriebegang V4 geschaltet wird, stellt die Steuer- und Regeleinheit eine Betätigungskraft ein, die kleiner ist als die Federkraft der Federeinheit 13a. Die Steuer- und Regeleinheit stellt eine Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a ein, die lediglich die Reibschlusseinheit 11a schaltet und damit schließt. In diesem Schaltvorgang schaltet die Steuer- und Regeleinheit lediglich die Reibschlusseinheit 11a in den Kopplungszustand. In diesem Schaltvorgang wird die Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Steuer- und Regeleinheit öffnet weiter in diesem Schaltvorgang die Koppeleinheit 29a. Der vierte Vorwärtsgetriebegang V4 ist geschaltet.
In einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem Getriebegang, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit 11a, also in einem Schaltvorgang, in dem ausgehend von dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4 in einen Getriebegang, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment überträgt, das größer ist als das Auslegemoment der Reibschlusseinheit 11a, wie beispielsweise in den dritten Vorwärtsgetriebegang V3 geschaltet wird, stellt die Steuer- und Regeleinheit eine Betätigungskraft ein, die größer ist als die Federkraft der Federeinheit 13a und schaltet die Formschlusseinheit 12a dazu. In diesem Schaltvorgang schaltet die Steuer- und Regeleinheit die Formschlusseinheit 12a in den Kopplungszustand. In diesem Schaltvorgang bleibt die Koppeleinheit 10a geschlossen. Die Steuer- und Regeleinheit öffnet weiter in diesem Schaltvorgang die Koppeleinheit 33a und schließt die Koppeleinheit 29a. Der dritte Vorwärtsgetriebegang V3 ist geschaltet.
In Schaltvorgängen, in dem ausgehend von dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3 in den zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 und in dem ausgehend von dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 in den ersten Vorwärtsgetriebegang V1 geschaltet wird, lässt die Steuer- und Regeleinheit die Betätigungskraft der Koppeleinheit 10a konstant. In diesen Schaltvorgängen bleibt die Koppeleinheit 10a geschlossen.
In den Hochschaltschaltvorgängen, in denen ausgehend von dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 in die jeweils benachbarten Vorwärtsgetriebegänge bis in den vierten Vorwärtsgetriebegang V4, also bis in den Getriebegang, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Auslegemoment der Reibschlusseinheit 11a, geschaltet wird, bleibt die Koppeleinheit 10a geschlossen.
In den Rückschaltschaltvorgängen, in denen ausgehend von dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4, also ausgehend von dem Getriebegang, in dem die Koppeleinheit 10a ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Auslegemoment der Reibschlusseinheit 11a, in die jeweils benachbarten Vorwärtsgetriebegänge bis in den ersten Vorwärtsgetriebegang V1 geschaltet wird, bleibt die Koppeleinheit 10a ebenfalls geschlossen.
Dabei überträgt die Formschlusseinheit 12a das an dem Hohlrad 27a anliegende Drehmoment in dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1, in dem zweiten Vorwärtsgetriebegang V2 und in dem dritten Vorwärtsgetriebegang V3. Da die Reibschlusseinheit 11a klein ausgelegt ist, überträgt die Reibschlusseinheit 11a lediglich das anliegende Drehmoment in dem vierten Vorwärtsgetriebegang V4.
In den 4 bis 7 sind drei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 durch die Buchstaben b bis d in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 4 bis 7 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden.
In der 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung teilweise dargestellt. In der 4 ist eine im Vergleich zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel alternativ ausgebildete Koppeleinheit 10b der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich durch die Koppeleinheit 10b von dem vorherigen Ausführungsbeispiel.
Die Koppeleinheit 10b weist eine Reibschlusseinheit 11b und eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit 11b geschaltete Formschlusseinheit 12b auf, wobei die Reibschlusseinheit 11b ein Auslegungsmoment aufweist, das kleiner ist als ein Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit 10b. Die Reibschlusseinheit 11b weist ein Lamellenpaar mit einer Anfangslamelle 35b und einer Endlamelle 36b auf. Die Formschlusseinheit 12b umfasst ein erstes Formschlusselement 37b und ein zweites Formschlusselement 38b. Dabei ist die Endlamelle 36b und das zweite Formschlusselement 38b jeweils fest mit einem Getriebegehäuse 16b verbunden. Zur Schaltung von Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Getrieberadsatz mit sechs Koppeleinheiten 10b, 33b auf, wobei lediglich die Koppeleinheit 10b und die Koppeleinheit 33b dargestellt sind.
Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel weist die Koppeleinheit 10b zwei Betätigungseinheiten 43b, 44b auf, die die Reibschlusseinheit 11b und die Formschlusseinheit 12b getrennt voneinander betätigen. Die Betätigungseinheit 43b ist der Reibschlusseinheit 11b und die Betätigungseinheit 44b der Formschlusseinheit 12b zugeordnet. Die Betätigungseinheit 43b ist zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11b und die Betätigungseinheit 44b zur Betätigung der Formschlusseinheit 12b vorgesehen. Die Betätigungseinheiten 43b, 44b können eine Betätigungskraft jeweils lediglich in eine Richtung bereitstellen. Sie können jeweils eine, in Richtung des Getriebegehäuses 16b weisende Betätigungskraft bereitstellen. Die Betätigungseinheit 43b weist lediglich einen Aktuator 45b bzw. Kolben auf. Die Betätigungseinheit 44b weist lediglich einen Aktuator 46b bzw. Kolben auf. Die beiden Aktuatoren 45b, 46b sind jeweils als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet. Die Betätigungskraft ist als eine hydraulische Betätigungskraft ausgebildet.
Zur Erzeugung der Betätigungskraft weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Druckmittelversorgung 48b auf. Die Druckmittelversorgung 48b ist zur Betätigung der Koppeleinheit 10b und damit zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11b und/oder der Formschlusseinheit 12b der Koppeleinheit 10b vorgesehen. Die Druckmittelversorgung 48b weist eine Druckmittelleitung 49b und eine Druckmittelleitung 50b auf. Die Druckmittelleitungen 49b, 50b sind strömungstechnisch miteinander verbunden. Die Druckmittelleitung 49b ist strömungstechnisch mit einer Druckkammer der Betätigungseinheit 43b und die Druckmittelleitung 50b strömungstechnisch mit einer Druckkammer der Betätigungseinheit 44b verbunden. Die Druckmittelleitung 49b ist zur Betätigung der Koppeleinheit 10b vorgesehen. Sie ist zur Versorgung der Betätigungseinheit 43b mit einem Druckmittel vorgesehen. Die Druckmittelleitung 49b ist als eine Betätigungsleitung der Koppeleinheit 10b ausgebildet. Die Druckmittelleitung 50b ist zur Betätigung der Formschlusseinheit 12b vorgesehen. Sie ist zur Versorgung der Betätigungseinheit 44b mit einem Druckmittel vorgesehen. Da die Druckmittelleitungen 49b, 50b strömungstechnisch miteinander verbunden sind, ist die Druckmittelleitung 49b zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11b und zur Betätigung der Formschlusseinheit 12b vorgesehen. Die Druckmittelleitungen 49b, 50b sind jeweils mittels der entsprechenden Betätigungseinheit 43b, 44b zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11b und der Formschlusseinheit 12b vorgesehen. Ein in der Druckmittelleitung 49b und damit in der Druckmittelleitung 50b herrschender Druck ist zur Betätigung der Koppeleinheit 10b vorgesehen. Er ist zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11b und der Formschlusseinheit 12b vorgesehen.
Zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11b und der Formschlusseinheit 12b und damit zur Versorgung der getrennten Betätigungseinheiten 43b, 44b der Koppeleinheit 10b mit dem Druckmittel weist die Druckmittelversorgung 48b im einfachsten Fall einen zusätzlichen Schaltschieber 47b auf. Dabei soll unter einem „zusätzlichen Schaltschieber” ein Schaltschieber verstanden werden, das in der Druckmittelversorgung des ersten Ausführungsbeispiels fehlt und/oder das die Druckmittelversorgung der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich aufweist. Der Schaltschieber 47b fehlt in der Druckmittelversorgung des ersten Ausführungsbeispiels Der zusätzliche Schaltschieber 47b ist strömungstechnisch in der Druckmittelleitung 50b angeordnet. Es ist strömungstechnisch vor der Betätigungseinheit 44b angeordnet. Das Schaltschieber 47b ist dazu vorgesehen, die Betätigungseinheit 44b von der Druckmittelleitung 49b strömungstechnisch zu entkoppeln. Das Schaltschieber 47b weist eine Grundstellung und eine Schaltstellung auf. In der Grundstellung verbindet das Schaltschieber 47b die Betätigungseinheit 44b strömungstechnisch mit der Druckmittelleitung 49b. In der Schaltstellung entkoppelt das Schaltschieber 47b die Betätigungseinheit 44b strömungstechnisch von der Druckmittelleitung 49b. In der Schaltstellung bindet der Schaltschieber 47b die Betätigungseinheit 44b strömungstechnisch an ein Druckmittelreservoir 51b. Unter einer „strömungstechnischen Verbindung einer Betätigungseinheit 43b, 44b” soll insbesondere verstanden werden, dass eine Druckkammer der Betätigungseinheit 43b, 44b strömungstechnisch verbunden ist.
Zur Bereitstellung der Grundstellung weist der Schaltschieber 47b ein Federelement 52b auf. Zur Bereitstellung der Schaltstellung weist der Schaltschieber 47b eine gegen das Federelement 52b wirkende Druckkammer auf. Bei einem Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 47b, der kleiner ist als eine Federkraft des Federelements 52b, schaltet der Schaltschieber 47b mittels des Federelements 52b selbstständig in die Grundstellung und verbindet die Druckmittelleitung 49b strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44b. Dadurch kann die Formschlusseinheit 12b betätigt und damit geschlossen werden, vorausgesetzt der Druck in der Druckmittelleitung 49b ist groß genug. Das Federelement 52b weist eine Federkraft von ca. 1 bar auf. Der Schaltschieber 47b ist als ein Wegeventil ausgebildet. Es ist als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet.
Die Druckmittelversorgung 48b ist zur Betätigung der Koppeleinheit 10b und zur Steuerung der Formschlusseinheit 12b, d. h. zur Steuerung der Betätigung der Formschlusseinheit 12b, vorgesehen. Sie ist zur Betätigung der Koppeleinheit 10b und zur Schaltung des Schaltschiebers 47b in die Schaltstellung vorgesehen. Die Koppeleinheit 33b ist mittels einer Druckmittelleitung 53b zur Schaltung des Schaltschiebers 47b in die Schaltstellung verbunden. Der Schaltschieber 47 wird in seine Schaltstellung gebracht, wenn die Koppeleinheit 33b über eine nicht dargestellte Druckmittelleitung betätigt und damit mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird. Dieser Hydraulikdruck wirkt dann gleichzeitig als Steuerdruck am Schaltschieber 47. Die Druckmittelleitung 53b stellt damit eine Abhängigkeit zwischen der Betätigung der Koppeleinheit 33b und der Betätigung der Formschlusseinheit 12b bereit. Die Betätigung der Formschlusseinheit 12b ist abhängig von der Betätigung der Koppeleinheit 33b.
Die Druckmittelleitung 53b ist strömungstechnisch mit einem Aktuator einer Betätigungseinheit der Koppeleinheit 33b und gleichzeitig mit der Druckkammer des Schaltschiebers 47b verbunden oder verbindbar. In der Druckmittelleitung 53b herrscht ein Druck, der einem Druck, der zur Betätigung der Koppeleinheit 33b vorgesehen ist, entspricht oder von diesem abgeleitet ist. Der Druck in der Druckmittelleitung 53b ist als ein Betätigungsdruck für die Koppeleinheit 33b ausgebildet. Der Druck zur Betätigung der Koppeleinheit 33b wird zur Steuerung des Schaltschiebers 47b abgezweigt. Die Druckmittelleitung 53b ist als eine Betätigungsleitung der Koppeleinheit 33b und gleichzeitig als eine Steuerdruckleitung des Schaltschiebers 47b ausgebildet. Somit wird zur Steuerung des Schaltschiebers 47b und damit der Formschlusseinheit 12b ein schon vorhandener Druck genutzt. Der schon vorhandene Druck ist zur Schaltung der Koppeleinheit 33b notwendig. Dieser Druck ist auch in der Druckmittelversorgung des ersten Ausführungsbeispiels vorhanden. Der zur Steuerung der Formschlusseinheit 12b und damit des Schaltschiebers 47b vorgesehene Druck weist zwei Funktionen auf, und zwar die Betätigung der Formschlusseinheit 12b zu steuern und die Koppeleinheit 33b zu betätigen. Welcher schon vorhandene Druck zur Steuerung genutzt wird, hängt ganz elementar von einem Getriebeaufbau ab.
Die Koppeleinheit 10b weist weiter eine der Reibschlusseinheit 11b zugeordnete Federeinheit 41b und eine der Formschlusseinheit 12b zugeordnete Federeinheit 42b auf, die jeweils voneinander unterschiedliche Federkräfte bereitstellen. Die Federeinheit 41b weist eine Federkraft auf, die sich von einer Federkraft der Federeinheit 42b unterscheidet.
In der 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung teilweise dargestellt. In der 5 ist eine im Vergleich zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel alternativ ausgebildete Koppeleinheit 10c der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung des dritten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt.
Die Koppeleinheit 10c weist eine Reibschlusseinheit 11c und eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit 11c geschaltete Formschlusseinheit 12c auf, wobei die Reibschlusseinheit 11c ein Auslegungsmoment aufweist, das kleiner ist als ein Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit 10c. Zur Schaltung von Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Getrieberadsatz mit sechs Koppeleinheiten 10c, 33c auf, wobei lediglich die Koppeleinheit 10c und die Koppeleinheit 33c dargestellt sind. Zur getrennten Betätigung der Reibschlusseinheit 11c und der Formschlusseinheit 12c weist die Koppeleinheit 10c zwei getrennte Betätigungseinheiten 43c, 44c auf, wobei die Betätigungseinheit 43c über eine Federeinheit 41c mit der Reibschlusseinheit 11c und die Betätigungseinheit 44c über eine Federeinheit 42c mit der Formschlusseinheit 12c verbunden ist. Zur Betätigung der Koppeleinheiten 10c, 33c weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Druckmittelversorgung 48c mit einen Schaltschieber 47c auf, wobei die Druckmittelversorgung 48c eine Druckmittelleitung 53c aufweist, die strömungstechnisch mit einer Druckkammer des Schaltschiebers 47c verbunden ist.
Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel weist die Druckmittelversorgung 48c eine Druckmittelleitung 49c und eine Druckmittelleitung 50c auf, die strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Die Druckmittelleitung 49c ist lediglich zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11c der Koppeleinheit 10c vorgesehen. Ein in der Druckmittelleitung 49c herrschender Druck ist zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11c vorgesehen. Die Druckmittelleitung 50c ist zur Betätigung der Formschlusseinheit 12c vorgesehen. Ein in der Druckmittelleitung 50c herrschender Druck ist zur Betätigung der Formschlusseinheit 12c vorgesehen.
Die Druckmittelleitung 50c ist strömungstechnisch mit einer nicht dargestellten Ventilversorgungsdruckleitung der Druckmittelversorgung 48c verbunden und ist gleichzeitig mit einer Druckkammer der Betätigungseinheit 44c verbindbar. Der in der Druckmittelleitung 50c entspricht damit einem konstanten, so genannten Ventilversorgungsdruck. Der Ventilversorgungsdruck wird zur Betätigung der Formschlusseinheit 12c genutzt.
In einer Grundstellung des Schaltschiebers 47c verbindet der Schaltschieber 47c die Betätigungseinheit 44c strömungstechnisch mit der Arbeitsdruckleitung. In einer Schaltstellung des Schaltschiebers 47c entkoppelt der Schaltschieber 47c die Betätigungseinheit 44c strömungstechnisch von der Arbeitsdruckleitung. Zur Schaltung und damit zur Betätigung der Formschlusseinheit 12c und zur Steuerung des Schaltschiebers 47c wird ein schon vorhandener Druck genutzt. Der schon vorhandene Druck zur Betätigung der Formschlusseinheit 12c ist als der Arbeitsdruck und der schon vorhandene Druck zur Steuerung des Schaltschiebers 47c als ein zur Betätigung der Koppeleinheit 33c vorgesehener Druck ausgebildet. Grundsätzlich kann die Druckmittelleitung 50c auch an eine Ventilversorgungsdruckleitung strömungstechnisch angebunden werden, wodurch der Druck in der Druckmittelleitung 50c zur Betätigung der Formschlusseinheit 12c als ein Ventilversorgungsdruck ausgebildet ist.
In den 6 und 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung teilweise dargestellt. In der 6 ist eine im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen alternativ ausgebildete Koppeleinheit 10d der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt.
Die Koppeleinheit 10d weist eine Reibschlusseinheit 11d und eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit 11d geschaltete Formschlusseinheit 12d auf, wobei die Reibschlusseinheit 11d ein Auslegungsmoment aufweist, das kleiner ist als ein Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit 10d. Zur Schaltung von Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Getrieberadsatz mit sechs Koppeleinheiten 10d, 30d, 33d auf, wobei lediglich die Koppeleinheit 10d, die Koppeleinheit 30d und die Koppeleinheit 33d dargestellt sind. Zur getrennten Betätigung der Reibschlusseinheit 11d und der Formschlusseinheit 12d weist die Koppeleinheit 10d zwei getrennte Betätigungseinheiten 43d, 44d auf, wobei jeweils die Betätigungseinheit 43d über eine Federeinheit 41d mit der Reibschlusseinheit 11d und die Betätigungseinheit 44d über eine Federeinheit 42d mit der Formschlusseinheit 12d verbunden ist. Zur Betätigung der Koppeleinheiten 10d, 30d, 33d weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Druckmittelversorgung 48d auf.
Die Druckmittelversorgung 48d weist eine zur Versorgung der Betätigungseinheit 43d vorgesehene Druckmittelleitung 49d und eine zur Versorgung der Betätigungseinheit 44d vorgesehene Druckmittelleitung 50d auf, die strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Die Druckmittelleitung 49d ist als eine Betätigungsleitung der Betätigungseinheit 43d und damit der Reibschlusseinheit 11d ausgebildet. Weiter weist die Druckmittelversorgung 48d einen Schaltschieber 47d auf, das zur strömungstechnischen Entkopplung der Betätigungseinheit 44d von der Druckmittelleitung 49d vorgesehen ist. Der Schaltschieber 47d weist ein Federelement 52d und eine entgegenwirkende Druckkammer auf. Die Druckkammer des Schaltschiebers 47d ist mittels einer Druckmittelleitung 53d strömungstechnisch an die Koppeleinheit 33d angebunden. Die Druckmittelleitung 53d versorgt die Koppeleinheit 33d zur Betätigung mit einem Druckmittel, wobei das Druckmittel zusätzlich zur Steuerung der Betätigungseinheit 44d genutzt wird. Der Schaltschieber 47d ist als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet.
Die Druckmittelversorgung 48d weist weiter eine Druckmittelleitung 54d auf, die die Koppeleinheit 30d zur Betätigung mit einem Druckmittel versorgt, wobei die Druckmittelleitung 54d auch zur Betätigung der Formschlusseinheit 12d vorgesehen ist. Die Druckmittelleitung 54d ist zur Betätigung der Formschlusseinheit 12d und der Koppeleinheit 30d vorgesehen. Die Druckmittelleitung 54d kann die Koppeleinheit 33d oder die Betätigungseinheit 44d zur Betätigung mit dem Druckmittel versorgen.
Die Druckmittelversorgung 48d weist einen Schaltschieber 55d auf, das dazu vorgesehen ist, die Druckmittelleitung 54d mit der Koppeleinheit 30d oder mit der Betätigungseinheit 44d strömungstechnisch zu verbinden. Der Schaltschieber 55d steuert die Anbindung der Druckmittelleitung 54d an die Koppeleinheit 30d und an die Betätigungseinheit 44d. Es stellt die Anbindung der Druckmittelleitung 54d an die Koppeleinheit 30d oder an die Betätigungseinheit 44d her. Der Schaltschieber 55d weist ein Federelement 56d und eine entgegenwirkende Druckkammer auf. Der Schaltschieber 55d ist als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet.
Der Schaltschieber 55d weist eine Grundstellung und eine Schaltstellung auf. In der Grundstellung trennt der Schaltschieber 55d die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch von der Betätigungseinheit 44d und verbindet die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch mit einer Betätigungseinheit der Koppeleinheit 30d. In der Grundstellung kann die Koppeleinheit 30d mittels eines zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehenen Drucks betätigt und damit geschlossen werden. In der Schaltstellung trennt der Schaltschieber 55d die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch von der Betätigungseinheit der Koppeleinheit 30d und verbindet die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44d der Koppeleinheit 10d. in der Schaltstellung verbindet der Schaltschieber 55d die Koppeleinheit 30d mit einem Druckmittelreservoir. In der Schaltstellung kann die Betätigungseinheit 44d der Koppeleinheit 10d mittels des zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehenen Drucks betätigt und damit geschlossen werden.
Zur Steuerung des Schaltschiebers 55d ist die Druckkammer des Schaltschiebers 55d an die Druckmittelleitung 49d anbindbar. Der Schaltschieber 47d ist dabei zur Anbindung und zur Trennung der Druckkammer des Schaltschiebers 55d an die bzw. von der Druckmittelleitung 49d vorgesehen. Der Schaltschieber 47d weist dazu eine Grundstellung und eine Schaltstellung auf. in der Grundstellung trennt der Schaltschieber 47d die Druckkammer des Schaltschiebers 55d strömungstechnisch von der Druckmittelleitung 49d und verbindet die Betätigungseinheit 44d strömungstechnisch mit der Druckmittelleitung 49d. In der Grundstellung des Schaltschiebers 47d kann die Formschlusseinheit 12d mittels eines zur Betätigung der Koppeleinheit 10d vorgesehenen Drucks betätigt und damit geschlossen werden. In der Schaltstellung des Schaltschiebers 47d verbindet der Schaltschieber 47d die Druckkammer des Schaltschiebers 55d strömungstechnisch mit der Druckmittelleitung 49d und trennt die Betätigungseinheit 44d strömungstechnisch von der Druckmittelleitung 49d. In der Schaltstellung des Schaltschiebers 47d kann der Schaltschieber 55d mittels des in der Druckmittelleitung 49d herrschenden Drucks in die Schaltstellung geschaltet werden, vorausgesetzt dieser ist größer als die Federkraft des Federelements 56d.
Zur Schließung der Formschlusseinheit 12d verbindet der Schaltschieber 47d in der Grundstellung die Druckmittelleitung 49d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44d. Der Schaltschieber 47d verbindet die Druckmittelleitung 49d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44d, wenn der Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 47d und damit der zur Betätigung der Koppeleinheit 33d vorgesehene Druck kleiner ist als die Federkraft des Federelements 52d. Es verbindet die Druckmittelleitung 49d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44d in den Getriebegängen V1, V2, V3 und R. Zur Betätigung bzw. Schließung der Koppeleinheit 30d verbindet der Schaltschieber 55d in der Grundstellung die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit der Koppeleinheit 30d. Der Schaltschieber 55d verbindet die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit der Koppeleinheit 30d, wenn der Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 55d kleiner ist als die Federkraft des Federelements 56d und damit, wenn der Schaltschieber 47d in der Grundstellung geschaltet ist oder wenn der Druck in der Druckmittelleitung 49d kleiner ist als die Federkraft des Federelements 56d. Der Schaltschieber 55d ermöglicht die gleichzeitige Betätigung der Koppeleinheiten 10d, 30d und damit die Schaltung des Getriebegangs R (vgl. 3). Es ermöglicht die gleichzeitige Schließung der Reibschlusseinheit 11d und der Koppeleinheit 30d. Der Schaltschieber 55d verbindet die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44d, wenn der Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 47d und der Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 55d und damit der zur Betätigung der Koppeleinheit 33d vorgesehene Druck und der zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11d vorgesehene Druck, d. h. der Druck in der Druckmittelleitung 49d, größer sind als die Federkraft des Federelements 52d bzw. des Federelements 56d. Dadurch wird die Formschlusseinheit 12d mittels des in der Druckmittelleitung 54d herrschenden Drucks und damit mittels des zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehenen Drucks betätigt bzw. geschlossen. Der Schaltschieber 55d verbindet die Druckmittelleitung 54d strömungstechnisch mit der Betätigungseinheit 44d in dem Getriebegang V4.
Die Druckmittelversorgung 48d weist weiter zwei Wechselventile 57d, 58d auf. Die Wechselventile 57d, 58d weisen jeweils zwei Eingänge und einen Ausgang auf. Der Ausgang des Wechselventils 57d ist mit der Druckkammer des Schaltschiebers 55d verbunden. Ein Eingang des Wechselventils 57d ist mittels des Schaltschiebers 47d mit der Druckmittelleitung 49d und der andere Eingang mittels des Schaltschiebers 55d mit der Druckmittelleitung 54d verbindbar. Der Ausgang des Wechselventils 58d ist mit der Betätigungseinheit 44d verbunden. Ein Eingang des Wechselventils 58d ist mittels des Schaltschiebers 47d mit der Druckmittelleitung 49d und der andere Eingang mittels des Schaltschiebers 55d mit der Druckmittelleitung 54d verbindbar. Die Wechselventile 57d, 58d weisen jeweils ein Sperrelement auf, wobei die Sperrelemente in Abhängigkeit von dem Druck jeweils einen Eingang des entsprechenden Wechselventils 57d, 58d und damit einen Weg für das Druckmittel versperren.
Zur Selbsthaltung der Schaltstellung des Schaltschiebers 55d weist die Druckmittelversorgung 48d eine Druckmittelleitung 59d auf. Die Druckmittelleitung 59d ist zur Aufrechterhaltung der geschalteten Schaltstellung des Schaltschiebers 55d vorgesehen. Sie ist zur Aufrechterhaltung der Schaltstellung des Schaltschiebers 55d mittels des Drucks in der Druckmittelleitung 54d und damit mittels des zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehenen Drucks vorgesehen. Die Druckmittelleitung 59d ist dazu vorgesehen, die Schaltstellung des Schaltschiebers 55d aufrechtzuerhalten, wenn der Schaltschieber 47d in die Grundstellung schaltet und wenn der Druck in der Druckmittelleitung 49d zu klein ist. Die Druckmittelleitung 59d ist dazu vorgesehen, die Druckmittelleitung 54d mit der Druckkammer des Schaltschiebers 55d zu verbinden. Sie verbindet die Druckmittelleitung 54d mit der Druckkammer des Schaltschiebers 55d, wenn der Schaltschieber 55d in der Schaltstellung geschaltet ist. Die Druckmittelleitung 59d verbindet in der Schaltstellung des Schaltschiebers 55d einen Eingang des Wechselventils 57d mit der Druckmittelleilung 54d.
In einem Betriebszustand, in dem der Schaltschieber 47d in der Grundstellung geschaltet ist und somit der Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 47d kleiner ist als die Federkraft des Federelements 52d, ist die Druckmittelleitung 49d über der Schaltschieber 47d und das Wechselventil 58d mit der Betätigungseinheit 44d verbunden, wobei das Wechselventil 58d den Weg für das Druckmittel in Richtung der Druckmittelleitung 54d versperrt. Das Wechselventil 58d versperrt den Weg des Druckmittels von der Druckmittelleitung 49d in der Schaltschieber 55d. In diesem Betriebszustand ist der Schaltschieber 55d ebenfalls in der Grundstellung geschaltet, wodurch die Druckmittelleitung 54d mit der Koppeleinheit 30d verbunden ist (vgl. 6).
In einem Betriebszustand, in dem der Schaltschieber 47d in der Schaltstellung geschaltet ist und somit der Druck in der Druckkammer des Schaltschiebers 47d größer ist als die Federkraft des Federelements 52d, ist die Druckmittelleitung 49d über der Schaltschieber 47d und das Wechselventil 57d mit der Druckkammer des Schaltschiebers 55d verbunden, wobei das Wechselventil 57d die Druckkammer des Schaltschiebers 55d und damit die Druckmittelleitung 49d von der Druckmittelleitung 59d trennt. Das Wechselventil 57d versperrt den Weg für das Druckmittel von der Druckmittelleitung 49d in die Druckmittelleitung 59d (nicht dargestellt).
In einem Betriebszustand, in dem der Schaltschieber 47d in der Schaltstellung geschaltet ist und in dem ein Druck in der Druckmittelleitung 49d vorliegt, der größer ist als die Federkraft des Federelements 56d, schaltet der Schaltschieber 55d in die Schaltstellung, wodurch die Druckmittelleitung 54d über der Schaltschieber 55d und das Wechselventil 58d mit der Betätigungseinheit 44d verbunden sind. Dabei versperrt das Wechselventil 58d den Weg für das Druckmittel in Richtung des Schaltschiebers 47d. Wenn der Druck in der Druckmittelleitung 49d bei dem in der Schaltstellung geschalteten Schaltschieber 55d kleiner ist als der Druck in der Druckmittelleitung 59d und damit kleiner als in der Druckmittelleitung 54d, beispielsweise bei Schaltung der Grundstellung des Schaltschiebers 47d oder bei einem Abfall des Drucks in der Druckmittelleitung 49d, verbindet das Wechselventil 57d die Druckkammer des Schaltschiebers 55d mit der Druckmittelleitung 59d und damit mit der Druckmittelleitung 54d, wodurch die Schaltstellung des Schaltschiebers 55d mittels des Drucks in der Druckmittelleitung 54d aufrechterhalten wird. Die Formschlusseinheit 12d wird dadurch weiter durch die Druckmittelleitung 54d betätigt, obwohl der Schaltschieber 47d in der Grundstellung geschaltet ist oder der Druck in der Druckmittelleitung 49d zu gering zur Schaltung der Schaltstellung des Schaltschiebers 55d ist. Dadurch kann der Druck zur Betätigung der Reibschlusseinheit 11d in der Druckmittelleitung 49d auf Null gesenkt werden, sofern die Formschlusseinheit 12d mittels der Druckmittelleitung 54d und somit mittels des zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehenen Drucks betätigt ist.
In der 7 ist ein Schaltablauf bzw. ein Schaltvorgang von dem Getriebegang V5 in den Getriebegang V4 dargestellt. In der 7 sind ein Motormoment 60d, eine Motordrehzahl 61d, ein zur Betätigung der Koppeleinheit 33d vorgesehener Druck 62d, ein zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehener Druck 63d, ein zur Betätigung der Koppeleinheit 10d vorgesehener Druck 64d und ein zur Betätigung einer der Koppeleinheit 29a entsprechenden, nicht dargestellten Koppeleinheit vorgesehener Druck 65d in Abhängigkeit von einer Zeit 66d dargestellt. Der Druck 62d herrscht in der Druckmittelleitung 53d, der Druck 63d herrscht in der Druckmittelleitung 54d und der Druck 64d herrscht in der Druckmittelleitung 49d.
Bei geschaltetem Getriebegang V5 ist die Koppeleinheit 33d mit Druck beaufschlagt, so dass der Schaltschieber 47d in Richtung Federelement 52d verschoben ist. Damit wirkt der Druck 64d in der Druckmittelleitung 50d über das Wechselventil 57d auf den Schaltschieber 55d. Sobald der in der Druckmittelleitung 50d herrschende Druck 64d ausreichend hoch ist, um den Schaltschieber 55d gegen das Federelement 56d zu verschieben, wirkt der für die Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehene Druck 63d an der Formschlusseinheit 12d.
Ausgehend von dem geschalteten Getriebegang V5 wird zur Schaltung des Getriebegangs V4 der zur Betätigung der Koppeleinheit 10d vorgesehene Druck 64d zum Füllen der Betätigungseinheit 44d von Null auf einen Druckwert 67d erhöht, der für eine Zeitspanne 68d konstant gehalten und anschließend auf einen Druckwert 73d reduziert wird. Innerhalb dieser Zeitspanne 68d wird der Druck 65d an der nicht dargestellten, abschaltenden Koppeleinheit von einem Druckwert 69d auf einen Druckwert 70d reduziert. Der Druckwert 70d wird für eine Zeitspanne 71d konstant gehalten. Die Zeitspanne 71d endet kurz bevor die Motordrehzahl 61d eine Synchrondrehzahl des Getriebegangs V4 erreicht hat. Am Ende der Zeitspanne 71d wird das Motormoment 60d reduziert. Gleichzeitig wird der zur Betätigung der Koppeleinheit 10d vorgesehene Druck 64d von dem Druckwert 73d auf einen Druckwert 75d erhöht und damit die Koppeleinheit 10d geschlossen. Leicht verzögert wird der zur Betätigung der Koppeleinheit 29d vorgesehene Druck 65d von dem Druckwert 70d auf Null reduziert und die Koppeleinheit 29d somit geöffnet bzw. abgeschaltet.
Während der Reduktion des Motormoments 60d wird zu Beginn einer Zeitspanne 74d der zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehene Druck 63d von Null auf einen Druckwert 72d erhöht. Da der Druck 64d in der Druckmittelleitung 50d ausreichend hoch ist, um den Schaltschieber 55d zu schalten, wirkt der zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehene Druck 63d an der Formschlusseinheit 12d. Der zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehene Druck 63d wird auf dem Druckwert 72d für eine Zeitspanne 74d konstant gehalten und damit die Formschlusseinheit 12d geschlossen. Sobald der Druck 64d in der Druckmittelleitung 50d ausreichend hoch ist, kann der Zeitpunkt der Ansteuerung der Formschlusseinheit 12d frei gewählt werden.
Innerhalb der Zeitspanne 74d wird der zur Betätigung der Koppeleinheit 29d vorgesehene Druck 65d von dem Druckwert 70d auf Null reduziert und die Koppeleinheit 29d somit geöffnet. Weiter wird innerhalb der Zeitspanne 74d der zur Betätigung der Koppeleinheit 10d vorgesehene Druck 64d von dem Druckwert 73d auf einen Druckwert 75d erhöht.
Nach der Zeitspanne 74d werden der zur Betätigung der Koppeleinheit 30d vorgesehene Druck 63d, also der Druck an der Formschlusseinheit 12d und der zur Betätigung der Koppeleinheit 10d vorgesehene Druck 64d jeweils auf einen Endwert reduziert, wobei das Motormoment 60d auf den vor dem Schaltvorgang vorliegenden Wert angehoben wird.
Der Druck 64d an der Koppeleinheit 14d kann abgesenkt werden, da die Formschlusseinheit 12d geschlossen ist und Drehmoment übertragen kann.
Ein Schaltablauf bzw. ein Schaltvorgang von dem Getriebegang V7 in den Getriebegang V4 erfolgt analog, wobei der Druck 65d zur Betätigung einer Koppeleinheit 32d vorgesehen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007036097 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit zumindest einer Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d), die zumindest eine Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) und zumindest eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) geschaltete Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) umfasst, wobei die Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) und die Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) jeweils in zumindest einem geschalteten Getriebegang (V1, V2, V3, V4, R) zur Übertragung eines Drehmoments vorgesehen sind, und die Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) ein Gesamtauslegungsmoment aufweist, das zumindest einem in den Getriebegängen (V1) zu übertragenden maximalen Drehmoment entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) ein Auslegungsmoment aufweist, das kleiner ist als das Gesamtauslegungsmoment.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtauslegungsmoment zumindest um einen Faktor 2 größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d).
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (10a) zumindest eine Federeinheit (13a) aufweist, die in dem Kraftfluss nach der Reibschlusseinheit (11a) angeordnet ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (10b; 10c; 10d) zumindest eine, der Reibschlusseinheit (11b; 11c; 11d) zugeordnete Federeinheit (41b; 41c; 41d) und zumindest eine, der Formschlusseinheit (12b; 12c; 12d) zugeordnete Federeinheit (42b; 42c; 42d) aufweist, die voneinander unterschiedliche Federkräfte bereitstellen.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (10b; 10c; 10d) zumindest zwei Betätigungseinheiten (43b, 44b; 43c, 44c; 43d, 44d) aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Reibschlusseinheit (11b; 11c; 11d) und die Formschlusseinheit (12b; 12c; 12d) getrennt voneinander zu betätigen.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine weitere Koppeleinheit (33b; 33c; 30d, 33d) und zumindest eine Druckmittelleitung (53b; 53c; 53d, 54d), die dazu vorgesehen ist, zumindest eine weitere Koppeleinheit (33b; 33c; 30d, 33d) zur Betätigung mit einem Druckmittel zu versorgen, wobei die Druckmittelleitung (53b; 53c; 53d, 54d) zumindest zur Steuerung von wenigstens der Formschlusseinheit (12b; 12c; 12d) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Getrieberadsatz (15a), der zur Einstellung von zumindest zwei Getriebegängen (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R) vorgesehen ist, wobei die Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem geschalteten Getriebegang (V1, V2, V3, R) ein Drehmoment zu übertragen, das größer ist als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d), und in zumindest einem anderen geschalteten Getriebegang (V4) ein Drehmoment zu übertragen, das kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 110; 11d) ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen geschalteten Getriebegang (V4), in dem das Drehmoment kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) ist, das Drehmoment vollständig zu übertragen.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen, bei einem Schaltvorgang zur Schaltung eines Getriebegangs (V4), in dem die Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) ein Drehmoment kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) überträgt, eine Betätigungskraft der Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) einzustellen, die lediglich zur Schließung der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, bei einem Schaltvorgang, ausgehend von dem Getriebegang (V4), in dem die Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) ein Drehmoment überträgt, das kleiner oder gleich dem Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) ist, zur Schaltung in einen Getriebegang (V1, V2, V3, R) mit einem Drehmoment, das größer als das Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) ist, die Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) zuzuschalten.
Verfahren mit einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung, die zumindest eine Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d) mit zumindest einer Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) und zumindest eine im Kraftfluss parallel zu der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) geschaltete Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d) maximal ein Drehmoment überträgt, das kleiner ist als das Gesamtauslegungsmoment der Koppeleinheit (10a; 10b; 10c; 10d).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusseinheit (12a; 12b; 12c; 12d) zugeschaltet wird, sobald ein Getriebegang (V1, V2, V3, R) geschaltet wird, in dem das zu übertragende Drehmoment größer ist als ein Auslegungsmoment der Reibschlusseinheit (11a; 11b; 11c; 11d).