DE102018217880B4

DE102018217880B4 - Gear arrangement for a manual transmission of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018217880B4
Application number: DE102018217880.1A
Authority: DE
Inventors: Fabian Schrader; Martin Ruider; Felix Hermann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: DE102018217880A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung für ein Schaltgetriebe (5) eines Kraftfahrzeugs (1). Die Zahnradanordnung umfasst eine Welle (17), ein Zahnrad (19) und einen schaltbaren Freilauf (27). Der schaltbare Freilauf (27) kann in einen aktivierten Zustand geschaltet werden, in welchem der Freilauf (27) die Welle (17) mit dem Zahnrad (19) koppelt, sodass ein Drehmoment zwischen der Welle (17) und dem Zahnrad (19) in einer ersten Drehrichtung übertragen werden kann. Weiterhin kann der Freilauf (27) in einen deaktivierten Zustand geschaltet werden, in welchem der Freilauf (27) die Welle (17) derart von dem Zahnrad (19) entkoppelt, dass kein Drehmoment zwischen der Welle (17) und dem Zahnrad (19) übertragen werden kann.The invention relates to a gearwheel arrangement for a manual transmission (5) of a motor vehicle (1). The gear arrangement comprises a shaft (17), a gear (19) and a switchable freewheel (27). The switchable freewheel (27) can be switched to an activated state in which the freewheel (27) couples the shaft (17) to the gear (19), so that a torque between the shaft (17) and the gear (19) in a first direction of rotation can be transmitted. Furthermore, the freewheel (27) can be switched to a deactivated state in which the freewheel (27) decouples the shaft (17) from the gearwheel (19) in such a way that no torque between the shaft (17) and the gearwheel (19) can be transferred.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug. Weitere Ansprüche sind auf einen Antriebsstrang mit dem Schaltgetriebe sowie auf ein Kraftfahrzeug mit dem Antriebsstrang gerichtet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schalten eines Ganges in dem Schaltgetriebe sowie ein zur computergesteuerten Durchführung des Verfahrens eingerichtetes Programmelement und ein computerlesbares Medium.The invention relates to a manual transmission for a motor vehicle. Further claims are directed to a drive train with the manual transmission and to a motor vehicle with the drive train. The invention further relates to a method for shifting a gear in the manual transmission as well as a program element set up for computer-controlled implementation of the method and a computer-readable medium.

Zum Einlegen eines Gangs in einem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs kommen typischerweise Hydrauliksysteme zum Einsatz, die von einer Pumpe gespeist werden. Dies ist mit apparativem Aufwand verbunden und wirkt sich auf den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs aus.Hydraulic systems, which are fed by a pump, are typically used to engage a gear in a manual transmission of a motor vehicle. This is associated with equipment expenditure and affects the efficiency of the drive train.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, das Einlegen eines Gangs auf alternative Art zu ermöglichen, die mit besonders niedrigem apparativem Aufbau und energetischem Aufwand auskommt und sich nur sehr gering auf den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs auswirkt. Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.An object of the present invention can be seen in enabling the engagement of a gear in an alternative manner, which manages with a particularly low equipment structure and energy expenditure and has only a very small effect on the efficiency of the drive train. The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the following description and the figures.

Die vorliegende Erfindung schlägt vor, dass eine Schaltung eines Ganges in einem Schaltgetriebe über einen schaltbaren Freilauf erfolgen kann.The present invention proposes that a gear can be shifted in a manual transmission via a switchable freewheel.

In diesem Sinne wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Schaltgetriebe umfasst eine Zahnradanordnung. Die Zahnradanordnung umfasst eine Welle, ein Zahnrad und einen schaltbaren Freilauf.In this sense, a manual transmission for a motor vehicle is provided according to a first aspect of the invention. The gearbox includes a gear arrangement. The gear arrangement comprises a shaft, a gear and a switchable freewheel.

Unter einem Freilauf kann eine Kupplung verstanden werden, welche lediglich in einer Drehrichtung ein Drehmoment überträgt. Handelt es sich beispielsweise um einen Freilauf, der einseitig sperrt, ist eine Verdrehung einer ersten Komponente, z.B. einer Welle, und einer zweiten Komponente, beispielsweise eines Zahnrads, um eine gemeinsame Drehachse relativ zueinander in einer ersten Drehrichtung möglich, in einer zweiten Drehrichtung, welche der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, jedoch nicht.A freewheel can be understood as a clutch that only transmits torque in one direction of rotation. If it is, for example, a freewheel that locks on one side, a twist of a first component, e.g. a shaft, and a second component, for example a gear, about a common axis of rotation relative to one another in a first direction of rotation, but not in a second direction of rotation which is opposite to the first direction of rotation.

Unter einem schaltbaren Freilauf kann ein Freilauf verstanden werden, der wahlweise in einen ersten Betriebszustand und in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden kann, wobei in dem ersten Betriebszustand über den Freilauf eine Drehmomentübertragung in einer Drehrichtung ermöglicht wird, und wobei in dem zweiten Betriebszustand über den Freilauf keine Drehmomentübertragung in der genannten Drehrichtung ermöglicht wird. Derartige schaltbare Freiläufe sind beispielsweise aus der DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin bekannt und beispielsweise durch die 1 bis 3 samt zugehöriger Figurenbeschreibung der genannten Druckschrift veranschaulicht. Die Zahnradanordnung kann auch mehrere schaltbare Freiläufe und Zahnräder aufweisen, die auf der Welle beispielsweise mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind, wodurch mehrere Gänge durch mehrere Freiläufe in der im Folgenden beschriebenen Weise geschaltet werden können.A switchable freewheel can be understood to mean a freewheel which can optionally be put into a first operating state and into a second operating state, a torque transmission in one direction of rotation being made possible via the freewheel in the first operating state, and wherein in the second operating state via the freewheel no torque transmission in the mentioned direction of rotation is made possible. Such switchable freewheels are for example from the DE 10 2015 224 779 A1 known to the applicant and, for example, by the 1 to 3rd illustrated together with the associated figure description of the mentioned publication. The gearwheel arrangement can also have a plurality of switchable freewheels and gearwheels which are arranged on the shaft, for example, at an axial distance from one another, as a result of which a number of gears can be shifted by a number of freewheels in the manner described below.

Der Freilauf kann in einen aktivierten Zustand geschaltet werden, in welchem der Freilauf die Welle mit dem Zahnrad koppelt, sodass ein Drehmoment zwischen der Welle und dem Zahnrad in einer ersten Drehrichtung übertragen werden kann. Insbesondere kann ein Drehmoment von der Welle über den Freilauf auf das Zahnrad übertragen werden. Weiterhin kann der Freilauf in einen deaktivierten Zustand geschaltet werden, in welchem der Freilauf die Welle derart von dem Zahnrad entkoppelt, dass kein Drehmoment zwischen der Welle und dem Zahnrad, insbesondere nicht in der ersten Drehrichtung, übertragen werden kann.The freewheel can be switched to an activated state in which the freewheel couples the shaft to the gearwheel, so that a torque can be transmitted between the shaft and the gearwheel in a first direction of rotation. In particular, a torque can be transmitted from the shaft to the gear via the freewheel. Furthermore, the freewheel can be switched to a deactivated state in which the freewheel decouples the shaft from the gearwheel in such a way that no torque can be transmitted between the shaft and the gearwheel, in particular not in the first direction of rotation.

Der Freilauf kann z.B. Klemmkörper aufweisen, die in eine sperrende erste Stellung und in eine nicht sperrende zweite Stellung gebracht werden können. In der sperrenden ersten Stellung können die Sperrkörper beispielsweise einen Innenring und einen Außenring des Freilaufs kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbinden, sodass ein Drehmoment von dem Innenring auf den Außenring in einer Drehrichtung übertragen werden kann. Die Sperrkörper können auch dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment von dem Innenring auf den Außenring in zwei entgegengesetzten Drehrichtungen zu übertragen, wenn sich die Sperrkörper in der sperrenden ersten Stellung befinden. Der Innenring kann ferner beispielsweise drehfest mit der Welle verbunden sein, und der Außenring kann drehfest mit dem Zahnrad verbunden sein. Auf diese Weise können Drehmomente von der Welle über den Innenring, die Sperrkörper und den Außenring auf das Zahnrad übertragen werden. Das Zahnrad kann mit einem weiteren Zahnrad auf einer weiteren Welle kämmen, wodurch die Schaltung eines Gangs mit einer Drehmoment-Wandlung und Drehzahl-Wandlung möglich ist.The freewheel can e.g. Have clamping bodies which can be brought into a blocking first position and a non-blocking second position. In the blocking first position, the blocking bodies can connect, for example, an inner ring and an outer ring of the freewheel to one another in a non-positive and / or positive manner, so that a torque can be transmitted from the inner ring to the outer ring in one direction of rotation. The locking bodies can also be set up to transmit a torque from the inner ring to the outer ring in two opposite directions of rotation when the locking bodies are in the locking first position. The inner ring can also be connected in a rotationally fixed manner to the shaft, for example, and the outer ring can be connected in a rotationally fixed manner to the gearwheel. In this way, torques can be transmitted from the shaft via the inner ring, the locking body and the outer ring to the gearwheel. The gearwheel can mesh with another gearwheel on a further shaft, which makes it possible to shift a gear with a torque conversion and speed conversion.

Der Einsatz des schaltbaren Freilaufs erfordert im Vergleich zu bekannten Betätigungsmitteln (z.B. Sperrsynchronisierung) apparativ lediglich einen sehr geringen Aufwand (Reduzierung der Bauteile im Schaltgetriebe). Weiterhin wird eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht. Insbesondere können ein hydraulisches Steuergerät sowie - je nach Getriebeart - auch entsprechende Schaltelemente entfallen. Ferner kann der Wirkungsgrad gesteigert werden, da für die Betätigung des schaltbaren Freilaufs insbesondere im Vergleich zu einer üblichen hydraulischen Betätigung relativ wenig Energieaufwand erforderlich ist. Außerdem kann der Freilauf besonders schnell geschaltet werden, sodass besonders kurze Schaltzeiten des Getriebes ermöglicht werden.The use of the switchable freewheel requires only very little expenditure in terms of apparatus compared to known actuating means (for example locking synchronization) (reduction of the components in the manual transmission). Furthermore, a particularly compact design is made possible. In particular, a hydraulic control unit and - depending on Gearbox type - corresponding switching elements are also omitted. Furthermore, the efficiency can be increased since relatively little energy is required to actuate the switchable freewheel, in particular in comparison to a conventional hydraulic actuation. In addition, the freewheel can be switched particularly quickly, so that particularly short shift times of the transmission are made possible.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Freilauf magnetisch in den aktivierten Zustand geschaltet werden. Diese Art der Betätigung ist besonders einfach und zuverlässig. In der nicht sperrenden zweiten Stellung können die Sperrkörper keine Drehmomente von dem Innenring auf den Außenring übertragen. Die Freiläufe können magnetisch in die erste Stellung bewegt werden, insbesondere durch die Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes. Durch Federn können die Freiläufe in der nicht sperrenden zweiten Stellung vorgespannt sein. Alternativ können die Sperrelemente der Freiläufe auch durch Federn in der ersten Stellung vorgespannt und magnetisch in die zweite Stellung bewegt werden. Einzelheiten dazu können beispielsweise der bereits weiter oben zitierten Druckschrift DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin entnommen werden. So kann ein Elektromagnet vorgesehen sein, der dazu eingerichtet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses ist aktivierbar und deaktivierbar. Durch Einschalten des Elektromagneten, d.h. durch einen Stromfluss durch eine Spule des Elektromagneten wird das Magnetfeld aktiviert. Durch Ausschalten des Elektromagneten, d.h. durch Unterbrechen des Stromflusses durch die Spule des Elektromagneten, wird das Magnetfeld entsprechend deaktiviert. Das Magnetfeld ist also genau dann vorhanden, wenn durch die Spule des Elektromagneten ein Strom fließt. Fließt kein Strom durch die Spule des Elektromagneten, ist kein Magnetfeld vorhanden.According to one embodiment, the freewheel can be switched magnetically to the activated state. This type of operation is particularly simple and reliable. In the non-locking second position, the locking bodies cannot transmit torques from the inner ring to the outer ring. The freewheels can be moved magnetically into the first position, in particular by generating an electromagnetic field. The freewheels can be biased in the non-locking second position by springs. Alternatively, the locking elements of the freewheels can also be biased by springs in the first position and magnetically moved to the second position. Details on this can be found, for example, in the publication already cited above DE 10 2015 224 779 A1 be taken from the applicant. For example, an electromagnet can be provided which is set up to generate a magnetic field. This can be activated and deactivated. The magnetic field is activated by switching on the electromagnet, ie by a current flowing through a coil of the electromagnet. By switching off the electromagnet, ie by interrupting the current flow through the coil of the electromagnet, the magnetic field is deactivated accordingly. The magnetic field is therefore present exactly when a current flows through the coil of the electromagnet. If no current flows through the coil of the electromagnet, there is no magnetic field.

Weiterhin kann der Freilauf elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch in den aktivierten Zustand gebracht werden.Furthermore, the freewheel can be brought into the activated state electrically, hydraulically, pneumatically or mechanically.

In eine Ausführungsform kann die Welle eine Antriebswelle, eine Vorgelegewelle oder eine Abtriebswelle des Schaltgetriebes sein. Der Freilauf mit dem Zahnrad kann beispielsweise auf der Antriebswelle des Schaltgetriebes angeordnet sein, und das Zahnrad kann mit einem weiteren Zahnrad auf einer weiteren Welle des Getriebes, beispielsweise einer Vorgelegewelle des Schaltgetriebes kämmen. Alternativ kann der Freilauf mit dem Zahnrad auch auf der Vorgelegewelle und das weitere Zahnrad auf der Antriebswelle des Schaltgetriebes angeordnet sein. Ferner ist es auch möglich, Freiläufe auf mehreren Wellen des Schaltgetriebes anzuordnen, beispielsweise auf der Antriebswelle und auf der Vorgelegewelle.In one embodiment, the shaft can be a drive shaft, a countershaft or an output shaft of the manual transmission. The freewheel with the gearwheel can be arranged, for example, on the drive shaft of the gearbox, and the gearwheel can mesh with another gearwheel on a further shaft of the gearbox, for example a countershaft of the gearbox. Alternatively, the freewheel with the gearwheel can also be arranged on the countershaft and the additional gearwheel on the drive shaft of the gearbox. Furthermore, it is also possible to arrange freewheels on several shafts of the manual transmission, for example on the drive shaft and on the countershaft.

Der Freilauf umfasst mehrere Sperrkörper mit jeweils einer Feder. Die Sperrkörper sind durch eine Vorspannkraft der Federn in einer zweiten Stellung vorgespannt, in welcher sich der Freilauf in einem deaktivierten Zustand befindet. Weiterhin können die Sperrkörper entgegen der Vorspannkraft der Federn in eine erste Stellung bewegt werden, in welcher sich der Freilauf in einem aktivierten Zustand befindet. Insbesondere kann der Freilauf dazu einen Elektromagneten mit einer Spule und mit einem Magnetkern umfassen, wobei der Elektromagnet dazu eingerichtet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, mittels welchem die Sperrkörper in die erste Stellung bewegt werden können, wenn die Spule des Elektromagneten bestromt wird.The freewheel comprises several locking bodies, each with a spring. The locking bodies are biased by a biasing force of the springs in a second position in which the freewheel is in a deactivated state. Furthermore, the locking body can be moved against the biasing force of the springs in a first position in which the freewheel is in an activated state. In particular, the freewheel can comprise an electromagnet with a coil and with a magnetic core, the electromagnet being set up to generate a magnetic field by means of which the blocking bodies can be moved into the first position when the coil of the electromagnet is energized.

Ferner werden die Sperrkörper bei sich drehender Welle durch ein Drehmoment der Welle entgegen der Vorspannkraft in der ersten Stellung gehalten. Dadurch reicht beispielsweise eine einmalige Bestromung aus, um die Sperrkörper in die erste Stellung zu bewegen und um die Sperrkörper in der ersten Stellung zu halten. Ein Drehmoment der Welle bewirkt, dass die Sperrkörper auch entgegen einer Vorspannkraft der Federn in dieser ersten Stellung verharren (Selbstklemmung). Die Rückstellkraft bzw. Vorspannkraft der Federn kann derart gewählt werden, dass sich die Klemmkörper erst dann wieder in ihre nicht klemmende Stellung bewegen, wenn das Drehmoment der Eingangswelle entfällt, z.B. durch Öffnen einer Kupplung zwischen der den Freilauf aufnehmenden Welle des Schaltgetriebes und einem Motor. Diese Ausführungsform benötigt besonders wenig Strom bzw. Energie, um den Freilauf in den Drehmoment-übertragenden Betriebszustand zu bringen und in diesem Betriebszustand zu halten. Somit kann ein Schaltvorgang mit besonders wenig Energieaufwand realisiert werden.Furthermore, when the shaft rotates, the locking bodies are held in the first position by a torque of the shaft against the biasing force. As a result, a single energization is sufficient, for example, to move the locking bodies into the first position and to hold the locking bodies in the first position. Torque of the shaft causes the locking body to remain in this first position (self-locking) even against a preload force of the springs. The restoring force or preload force of the springs can be selected such that the clamping bodies only move back into their non-clamping position when the torque of the input shaft is eliminated, e.g. by opening a clutch between the freewheeling shaft of the manual transmission and an engine. This embodiment requires particularly little current or energy to bring the freewheel into the torque-transmitting operating state and to keep it in this operating state. A switching process can thus be implemented with particularly little energy expenditure.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das ein Schaltgetriebe gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst.According to a second aspect of the invention, a drive train for a motor vehicle is provided, which comprises a manual transmission according to the first aspect of the invention.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das einen Antriebsstrang gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst.According to a third aspect of the invention, a motor vehicle is provided which comprises a drive train according to the second aspect of the invention.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schalten eines Ganges in einem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren kann insbesondere die folgenden Schritte umfassen:

(100) Bereitstellen eines vorstehend beschriebenen Schaltgetriebes mit einem Freilauf, der mehrere Sperrkörper mit jeweils einer Feder sowie einen Elektromagneten mit einer Spule und mit einem Magnetkern umfasst, wobei die Welle des Schaltgetriebes über eine Kupplung mit einer Ausgangswelle eines Motors verbunden werden kann,
(200) Schließen der Kupplung, sodass die Ausgangswelle des Motors die Welle des Schaltgetriebes antreibt,
(300) Bestromen der Spule des Elektromagneten, sodass ein Magnetfeld hervorgerufen wird, welches die Sperrkörper in die zweite Stellung bewegt, sodass der Freilauf aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand geschaltet wird,
(400) Optionales Stoppen der Bestromung der Spule des Elektromagneten, wenn der Freilauf in den aktivierten Zustand geschaltet ist, wobei die Sperrkörper bei der sich drehenden Welle durch das Drehmoment der Welle entgegen der Vorspannkraft der Federn in der zweiten Stellung gehalten werden, und
(500) Öffnen der Kupplung, sodass die Ausgangswelle des Motors die Welle des Schaltgetriebes nicht länger antreibt, und sodass die Sperrkörper bei der sich nicht länger drehenden Welle durch die Vorspannkraft der Federn in die erste Stellung bewegt werden, wodurch der Freilauf aus dem aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand geschaltet wird.

According to a fourth aspect of the invention, a method for shifting a gear in a manual transmission of a motor vehicle is provided. The method can in particular comprise the following steps:

(100) provision of a manual transmission described above with a freewheel, which comprises a plurality of locking bodies, each with a spring and an electromagnet with a coil and with a magnetic core, the shaft of the manual transmission being able to be connected to an output shaft of a motor via a clutch,
(200) Closing the clutch so that the output shaft of the engine drives the shaft of the manual transmission
(300) energizing the coil of the electromagnet, so that a magnetic field is produced which moves the blocking bodies into the second position, so that the freewheel is switched from the deactivated state to the activated state,
(400) optionally stopping energization of the solenoid coil when the freewheel is in the activated state, the locking bodies on the rotating shaft being held in the second position by the torque of the shaft against the biasing force of the springs, and
(500) Opening the clutch so that the output shaft of the motor no longer drives the shaft of the manual transmission, and so that the locking bodies on the shaft that is no longer rotating are moved into the first position by the biasing force of the springs, which frees the clutch from the activated state is switched to the deactivated state.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Programmelement zur computergesteuerten Durchführung des Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung bereitgestellt. Das Programmelement leitet, wenn es auf einer Prozessoreinheit ausgeführt wird, die Prozessoreinheit an, das Schließen und Öffnen der Kupplung gemäß den Verfahrensschritten (200) und (500) nach dem vierten Aspekt der Erfindung sowie das Bestromen und Stoppen der Bestromung gemäß den Verfahrensschritten (300) und (400) nach dem vierten Aspekt der Erfindung zu steuern.According to a fifth aspect of the invention, a program element for computer-controlled implementation of the method according to the fourth aspect of the invention is provided. When it is executed on a processor unit, the program element instructs the processor unit to close and open the clutch in accordance with the method steps ( 200 ) and ( 500 ) according to the fourth aspect of the invention and the energization and stopping of the energization according to the method steps ( 300 ) and ( 400 ) to control according to the fourth aspect of the invention.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, auf dem ein Programmelement nach dem fünften Aspekt der Erfindung gespeichert ist.According to a sixth aspect of the invention, a computer-readable medium is provided, on which a program element according to the fifth aspect of the invention is stored.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe,
2 ein Schaltgetriebe für den Antriebsstrang nach 1 in einer ersten Schaltstellung,
3 das Schaltgetriebe nach 2 in einer zweiten Schaltstellung,
4 einen schaltbaren Freilauf für das Schaltgetriebe nach 2, wobei sich der Freilauf in einem deaktivierten Betriebszustand befindet, wodurch das Schaltgetriebe seine erste Schaltstellung nach 2 einnehmen kann,
5 den schaltbaren Freilauf nach 4, wobei sich der Freilauf in einem aktivierten Betriebszustand befindet, wodurch das Schaltgetriebe seine zweite Schaltstellung nach 3 einnehmen kann, und
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Schalten eines Ganges in dem Schaltgetriebe 5 des Kraftfahrzeugs 1 nach 1

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing, the same or similar elements being provided with the same reference symbols. Here shows

1 a drive train of a motor vehicle with a manual transmission,
2nd a manual transmission for the powertrain after 1 in a first switch position,
3rd the manual transmission after 2nd in a second switch position,
4th a switchable freewheel for the manual transmission 2nd , wherein the freewheel is in a deactivated operating state, whereby the manual transmission after its first switching position 2nd can take
5 the switchable freewheel 4th , wherein the freewheel is in an activated operating state, whereby the manual transmission after its second switching position 3rd can take, and
6 a flowchart of a method for shifting a gear in the manual transmission 5 of the motor vehicle 1 to 1

1 zeigt grob schematisch ein Kraftfahrzeug 1, z.B. ein Pkw. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen im Folgenden näher erläuterten Antriebstrang 2 auf. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine Antriebseinheit 3. Die Antriebseinheit 3 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Motor 4, z.B. einen Verbrennungskraftmotor, und ein Getriebe 5, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schaltgetriebe. Die Antriebseinheit 3 treibt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Kardanwelle 6 an. Die Kardanwelle 6 ist mit einem hinteren Differentialgetriebe 7 gekoppelt. Über zwei Seitenwellen 8, 9, die mit dem hinteren Differentialgetriebe 6 gekoppelt sind, können zwei Hinterräder 10, 11 des Kraftfahrzeugs 1 angetrieben werden. Der Antriebsstrang 2 weist ferner eine Vorderachse 12 auf, an der zwei Vorderräder 13 und 14 angeordnet sind. 1 shows roughly schematically a motor vehicle 1 , for example a car. The motor vehicle 1 has a drive train explained in more detail below 2nd on. The drivetrain 2nd includes a drive unit 3rd . The drive unit 3rd includes a motor in the embodiment shown 4th , for example an internal combustion engine, and a transmission 5 , In the embodiment shown, a manual transmission. The drive unit 3rd drives a propeller shaft in the embodiment shown 6 at. The cardan shaft 6 is with a rear differential gear 7 coupled. Over two sideshafts 8th , 9 that with the rear differential gear 6 are coupled, two rear wheels 10th , 11 of the motor vehicle 1 are driven. The drivetrain 2nd also has a front axle 12 on the two front wheels 13 and 14 are arranged.

Zwischen dem Motor 4 und dem Getriebe 5 ist eine Kupplung 15 angeordnet. Die Kupplung ist einerseits mit einer Ausgangswelle 16 des Motors 4 verbunden, insbesondere mit einer Kurbelwelle des Verbrennungskraftmotors 4. Andererseits ist die Kupplung 15 mit einer Eingangswelle 17 des Getriebes 5 verbunden. Wenn sich die Kupplung 15 in einem geschlossenen Zustand befindet, kann ein Drehmoment von der Ausgangswelle 16 des Motors 4 auf die Eingangswelle 17 des Getriebes 5 übertragen werden. Wenn sich die Kupplung 15 in einem geöffneten Zustand befindet, wird kein Drehmoment von der Ausgangswelle 16 des Motors 4 auf die Eingangswelle 17 des Getriebes 5 übertragen.Between the engine 4th and the transmission 5 is a clutch 15 arranged. The clutch is on the one hand with an output shaft 16 of the motor 4th connected, in particular to a crankshaft of the internal combustion engine 4th . On the other hand, the clutch 15 with an input shaft 17th of the transmission 5 connected. If the clutch 15 is in a closed state, torque from the output shaft 16 of the motor 4th on the input shaft 17th of the transmission 5 be transmitted. If the clutch 15 is in an open state, there is no torque from the output shaft 16 of the motor 4th on the input shaft 17th of the transmission 5 transfer.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltgetriebes 5, welches in dem Antriebsstrang 2 nach 1 eingesetzt werden kann. Das Schaltgetriebe 5 weist eine vorstehend beschriebene Eingangswelle 17 und eine Vorgelegewelle 18 auf, die parallel zu der Eingangswelle 17 angeordnet ist. Die Eingangswelle 17 kann in axialer Richtung geteilt ausgeführt sein und eine Antriebswelle sowie eine Antriebswelle umfassen, wobei die Antriebswelle zur Drehmomentübertragung mit der Ausgangswelle 16 des Motors gekoppelt werden kann, und wobei die Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung mit der Kardanwelle 6 verbunden werden kann. Die Eingangswelle 17 ist mit der Kupplung 15 zwischen Motor 4 und Getriebe 5 verbunden (vgl. 1) und kann sich bei geschlossener Kupplung 15 beispielsweise in der Drehrichtung gemäß Drehpfeil 28 in 2 und 3 drehen. 2nd shows an embodiment of a manual transmission 5 which is in the powertrain 2nd to 1 can be used. The manual transmission 5 has an input shaft described above 17th and a countershaft 18th on that is parallel to the input shaft 17th is arranged. The input shaft 17th can be divided in the axial direction and comprise a drive shaft and a drive shaft, the drive shaft for torque transmission with the output shaft 16 of the motor can be coupled, and wherein the output shaft for torque transmission with the propeller shaft 6 can be connected. The input shaft 17th is with the clutch 15 between engine 4th and gears 5 connected (cf. 1 ) and can itself when the clutch is closed 15 for example in the direction of rotation according to the arrow 28 in 2nd and 3rd rotate.

Auf der Eingangswelle 17 sind mehrere Zahnräder 19 bis 22 jeweils mit axialem Abstand zueinander angeordnet, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes Zahnrad 19, ein zweites Zahnrad 20, ein drittes Zahnrad 21 und ein viertes Zahnrad 22. Auf der Vorgelegewelle 18 sind ebenfalls mehrere Zahnräder 23 bis 26 jeweils mit axialem Abstand zueinander angeordnet, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein erstes Zahnrad 23, ein zweites Zahnrad 24, ein drittes Zahnrad 25 und ein viertes Zahnrad 26. Das auf der Eingangswelle 17 angeordnete erste Zahnrad 19 kämmt mit dem auf der Vorgelegewelle 18 angeordneten ersten Zahnrad 23, das auf der Eingangswelle 17 angeordnete zweite Zahnrad 20 kämmt mit dem auf der Vorgelegewelle 18 angeordneten zweiten Zahnrad 24, das auf der Eingangswelle 17 angeordnete dritte Zahnrad 21 kämmt mit dem auf der Vorgelegewelle 18 angeordneten dritten Zahnrad 25, und das auf der Eingangswelle 17 angeordnete vierte Zahnrad 22 kämmt mit dem auf der Vorgelegewelle 18 angeordneten vierten Zahnrad 26. On the input shaft 17th are multiple gears 19th to 22 each arranged at an axial distance from one another, in the exemplary embodiment shown a first gear 19th , a second gear 20th , a third gear 21st and a fourth gear 22 . On the countershaft 18th are also several gears 23 to 26 each arranged at an axial distance from one another, in the exemplary embodiment shown a first gear 23 , a second gear 24th , a third gear 25th and a fourth gear 26 . That on the input shaft 17th arranged first gear 19th combs with that on the countershaft 18th arranged first gear 23 that on the input shaft 17th arranged second gear 20th combs with that on the countershaft 18th arranged second gear 24th that on the input shaft 17th arranged third gear 21st combs with that on the countershaft 18th arranged third gear 25th , and that on the input shaft 17th arranged fourth gear 22 combs with that on the countershaft 18th arranged fourth gear 26 .

Wenigstens eines der auf der Eingangswelle 17 angeordneten Zahnräder 19 bis 22 ist mittels eines schaltbaren Freilaufs 27 auf der Eingangswelle 17 gelagert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind sämtliche auf der Eingangswelle 17 angeordnete Zahnräder 19 bis 22 mittels eines schaltbaren Freilaufs 27 auf der Eingangswelle 17 gelagert. Dabei kann jeweils der gleiche Typ Freilauf 27 eingesetzt werden, es kann sich jedoch auch um unterschiedliche Freilauf-Typen handeln. Die auf der Vorgelegewelle 18 angeordneten Zahnräder 23 bis 26 können drehfest auf der Vorgelegewelle 18 gelagert sein.At least one of those on the input shaft 17th arranged gears 19th to 22 is by means of a switchable freewheel 27 on the input shaft 17th stored. In the embodiment shown, all are on the input shaft 17th arranged gears 19th to 22 by means of a switchable freewheel 27 on the input shaft 17th stored. The same type of freewheel can be used 27 can be used, but it can also be different freewheel types. The one on the countershaft 18th arranged gears 23 to 26 can rotate on the countershaft 18th be stored.

4 zeigt durch ihren rechten und linken Teil in zwei unterschiedlichen Ansichten einen schaltbaren Freilauf 27 zur wahlweise (je nach geschaltetem Betriebszustand; aktiviert/deaktiviert) drehfesten oder losen Lagerung der Zahnräder 19 bis 22 auf der Eingangswelle 17 nach 2 und 3. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen schaltbaren Klemmkörperfreilauf 27, wie er in der DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin gezeigt ist. Der Klemmkörperfreilauf 27 weist einen Innenring 29 und einen Außenring 30 auf. Der Innenring 29 und der Außenring 30 sind relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse L verdrehbar, die orthogonal zu der Bildebene des linken Teils von 4 und in der Bildebene des rechten Teils von 4 verläuft. Der Innenring 29 kann drehfest mit der Eingangswelle 17 verbunden sein oder einen Teil der Eingangswelle 17 bilden. Der Außenring 30 kann drehfest mit einem der Zahnräder 19, 20, 21 oder 22 verbunden sein oder einen Teil des betreffenden Zahnrads 19, 20, 21 oder 22 bilden. 4th shows through its right and left part in two different views a switchable freewheel 27 for optional (depending on the switched operating state; activated / deactivated) non-rotatable or loose bearing of the gears 19th to 22 on the input shaft 17th to 2nd and 3rd . In the exemplary embodiment shown, it is a switchable sprag freewheel 27 as he in the DE 10 2015 224 779 A1 the applicant is shown. The sprag freewheel 27 has an inner ring 29 and an outer ring 30th on. The inner ring 29 and the outer ring 30th are relative to each other around a common axis of rotation L rotatable, which is orthogonal to the image plane of the left part of 4th and in the image plane of the right part of 4th runs. The inner ring 29 can rotate with the input shaft 17th be connected or part of the input shaft 17th form. The outer ring 30th can rotate with one of the gears 19th , 20th , 21st or 22 be connected or part of the gear in question 19th , 20th , 21st or 22 form.

Zwischen dem Innenring 29 und dem Außenring 30 ist ein Käfig 31 angeordnet, in dem Sperrkörper, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Klemmkörper 32, verkippbar gelagert sind. Die Klemmkörper 32 wirken einer Drehung des Außenrings 30 relativ zu dem Innenring 29 gegen den Uhrzeigersinn bzw. einer Drehung des Innenrings 29 relativ zu dem Außenring 30 im Uhrzeigersinn entgegen, wenn sie - wie in 5 dargestellt - aufgerichtet sind (erste Stellung der Klemmkörper 32). Federn 33 wirken einer Aufrichtung der Klemmkörper 32 entgegen.Between the inner ring 29 and the outer ring 30th is a cage 31 arranged, in the locking body, clamping body in the embodiment shown 32 , are tiltable. The sprags 32 act a rotation of the outer ring 30th relative to the inner ring 29 counterclockwise or a rotation of the inner ring 29 relative to the outer ring 30th counter clockwise if - as in 5 shown - are erected (first position of the sprags 32 ). feathers 33 act an erection of the sprags 32 opposite.

Wenn kein im Folgenden beschriebenes Magnetfeld anliegt, befinden sich die Klemmkörper 32 durch die Vorspannung der Federn 33 in ihrer durch 4 gezeigten zweiten Stellung, wodurch der Innenring 29 und der Außenring 30 somit relativ zueinander frei verdrehbar sind. 4 und 5 zeigen jeweils in ihrem rechten Teil einen Querschnitt des Klemmkörperfreilaufs 27. Neben dem Klemmkörperfreilauf 27 ist hier ein Magnet 34 dargestellt. Zu dem Magneten 34 gehört eine Spule 35 und ein Kern 36. Durch Beaufschlagen der Spule 35 mit einem elektrischen Strom wird ein Magnetfeld 37 erzeugt. Das Magnetfeld 37 verläuft durch den Außenring 30, die Klemmkörper 32 und den Innenring 29. Das Magnetfeld 37 bewirkt, dass sich die Klemmkörper 32 aufrichten (5).If there is no magnetic field described below, the clamping bodies are located 32 by the preload of the springs 33 in their through 4th shown second position, causing the inner ring 29 and the outer ring 30th are thus freely rotatable relative to each other. 4th and 5 each show in their right part a cross section of the sprag freewheel 27 . In addition to the sprag freewheel 27 here is a magnet 34 shown. To the magnet 34 belongs to a coil 35 and a core 36 . By loading the coil 35 with an electric current becomes a magnetic field 37 generated. The magnetic field 37 runs through the outer ring 30th who have favourited Clamping Bodies 32 and the inner ring 29 . The magnetic field 37 causes the sprags 32 erect ( 5 ).

3 zeigt ein Beispiel, gemäß welchem der äußerst links dargestellte Freilauf 27 aktiviert bzw. eingeschaltet ist, indem dessen Spule 35 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, sodass ein Magnetfeld 37 erzeugt wird und sich die Klemmkörper aufrichten (vgl. 5). Die mit dem zweiten Zahnrad 20, dem dritten Zahnrad 21 und mit dem vierten Zahnrad 22 verbundenen Freiläufe 27 sind in diesem Beispiel nicht aktiviert bzw. nicht eingeschaltet. Dadurch kann eine in einer Drehrichtung wirkende drehfeste Verbindung zwischen dem Innenring 29 und dem Außenring 30 des äußerst linken Freilaufs 27 erzeugt werden. Der Innenring 29 ist dann mit dem Außenring 30 in dieser Drehrichtung gekoppelt. Dadurch ist auch die Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 mit dem betreffenden ersten Zahnrad 19 in einer Drehrichtung drehfest verbunden und gekoppelt, sodass ein Drehmoment von der Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 auf das erste Zahnrad 19 übertragen werden kann, das mit dem ersten Zahnrad 23 auf der Vorgelegewelle 18 des Schaltgetriebes 5 kämmt. Die übrigen auf der Eingangswelle 17 angeordneten Zahnräder 20, 21 und 22 können sich lose auf der Eingangswelle drehen, weil dessen Klemmkörper 32 durch Federn 33 in der zweiten Stellung vorgespannt sind. 3rd shows an example according to which the freewheel shown on the far left 27 is activated or switched on by its coil 35 is supplied with an electric current, so that a magnetic field 37 is generated and the sprags straighten up (cf. 5 ). The one with the second gear 20th , the third gear 21st and with the fourth gear 22 connected freewheels 27 are not activated or not switched on in this example. This allows a rotationally fixed connection between the inner ring acting in one direction of rotation 29 and the outer ring 30th of the leftmost freewheel 27 be generated. The inner ring 29 is then with the outer ring 30th coupled in this direction of rotation. This is also the input shaft 17th of the gearbox 5 with the first gear in question 19th rotatably connected and coupled in one direction of rotation, so that a torque from the input shaft 17th of the gearbox 5 on the first gear 19th can be transferred with the first gear 23 on the countershaft 18th of the gearbox 5 combs. The rest on the input shaft 17th arranged gears 20th , 21st and 22 can rotate loosely on the input shaft because of its clamping body 32 by feathers 33 are biased in the second position.

Wenn das erste Zahnrad 23 drehfest auf der Vorgelegewelle 18 des Schaltgetriebes 5 gelagert ist, kann der Motor 4 somit bei geschlossener Kupplung 15 die Eingangswelle 17 (direkt) in einer Drehrichtung gemäß Drehpfeil 28 und die Vorgelegewelle 18 (mit Drehzahlwandlung entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Zahnradpaares 19 und 23) in einer Drehrichtung gemäß Drehpfeil 38 antreiben. Analoges gilt, wenn anstatt des äußerst linken Freilaufs 27 der mit dem zweiten Zahnrad 20, dem dritten Zahnrad 21 oder mit dem vierten Zahnrad 22 verbundene Freilauf 27 aktiviert wird und die jeweils anderen Freiläufe 27 nicht aktiviert bzw. ausgeschaltet werden. Weiterhin können auch zeitgleich zwei der Freiläufe 27 aktiviert sein, um ein Drehmoment über zwei Zahnradpaare (z.B. 19 und 23 sowie 22 und 26) zu wandeln und über die Eingangswelle 17 auf die Kardanwelle 6 zu übertragen.If the first gear 23 non-rotatable on the countershaft 18th of the gearbox 5 the engine can be stored 4th thus with the clutch closed 15 the input shaft 17th (directly) in one direction of rotation according to the arrow 28 and the countershaft 18th (with speed conversion according to the gear ratio of the gear pair 19th and 23 ) in one direction of rotation according to the arrow 38 drive. The same applies if instead of the extreme left freewheel 27 the one with the second gear 20th , the third gear 21st or with the fourth gear 22 connected freewheel 27 is activated and the other freewheels 27 cannot be activated or deactivated. Furthermore, two of the freewheels can be used at the same time 27 be activated to convert a torque via two gear pairs (e.g. 19 and 23 as well as 22 and 26) and via the input shaft 17th on the cardan shaft 6 transferred to.

2 zeigt eine Schaltstellung des Schaltgetriebes 5, wobei keiner der Freiläufe 27 aktiviert ist. Somit sind die Zahnräder 19, 21, 21 und 22 lose auf der Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 gelagert und können kein Drehmoment von der Eingangswelle 17 über die Zahnräder 23, 24, 25 und 26 auf die Vorgelegewelle 18 übertragen. Die Eingangswelle 17 kann in diesem Falle direkt geschaltet werden und an ihrem Ende ein Drehmoment ohne Übersetzung durch das Schaltgetriebe 5 in der Drehrichtung gemäß Drehpfeil 28 in 2 auf die Kardanwelle 6 übertragen. 2nd shows a switching position of the manual transmission 5 , with none of the freewheels 27 is activated. So the gears 19th , 21st , 21st and 22 loose on the input shaft 17th of the gearbox 5 stored and can not torque from the input shaft 17th about the gears 23 , 24th , 25th and 26 on the countershaft 18th transfer. The input shaft 17th can be switched directly in this case and at the end a torque without translation by the manual transmission 5 in the direction of rotation according to the arrow 28 in 2nd on the cardan shaft 6 transfer.

Gemäß einer Ausführungsform des Freilaufs 27 reicht ein einmaliges Bestromen dessen Spule 35 im Prinzip aus, um einmalig ein Magnetfeld 37 zu erzeugen, das bewirkt, dass sich die Klemmkörper 32 in ihre sperrende bzw. klemmende Position gemäß 5 bewegen. Ein in der Drehrichtung gemäß Drehpfeil 28 wirkendes Drehmoment der Eingangswelle 17 kann bewirken, dass die Klemmkörper 32 entgegen der Vorspannkraft der Federn 33 in dieser Stellung verharren (Selbstklemmung). Die Rückstellkraft bzw. Vorspannkraft der Federn 33 kann derart eingestellt werden, dass sich die Klemmkörper 32 erst dann wieder in ihre nicht klemmende Stellung gemäß 4 bewegen, wenn das Drehmoment der Eingangswelle 17 entfällt, z.B. durch Öffnen der Kupplung 15. Diese Ausführungsform benötigt besonders wenig Strom bzw. Energie, um den Freilauf 27 in den Drehmoment-übertragenden Betriebszustand zu bringen und in diesem Betriebszustand zu halten. Somit kann ein Schaltvorgang mit besonders wenig Energieaufwand realisiert werden.According to an embodiment of the freewheel 27 a single energization of the coil is sufficient 35 in principle, to create a unique magnetic field 37 to generate, which causes the sprags 32 according to their locking or clamping position 5 move. One in the direction of rotation according to the arrow 28 acting torque of the input shaft 17th can cause the sprags 32 against the biasing force of the springs 33 remain in this position (self-locking). The restoring force or preload force of the springs 33 can be set so that the clamping body 32 only then according to their non-clamping position 4th move when the torque of the input shaft 17th not applicable, e.g. by opening the clutch 15 . This embodiment requires particularly little electricity or energy to free run 27 to bring into the torque-transmitting operating state and to keep in this operating state. A switching process can thus be implemented with particularly little energy expenditure.

6 veranschaulicht den beispielshaften Ablauf eines Verfahrens zum Schalten eines Ganges in dem Schaltgetriebe 5 des Kraftfahrzeugs 1 nach 1. 6 illustrates the exemplary sequence of a method for shifting a gear in the manual transmission 5 of the motor vehicle 1 to 1 .

Zunächst kann in einem ersten Verfahrensschritt 100 das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe 5 (vgl. 2 und 3) bereitgestellt werden. Das Schaltgetriebe 5 kann einen Freilauf 27 aufweisen (vgl. 4 und 5), der mehrere Sperrkörper, insbesondere Klemmkörper 32 mit jeweils einer Feder 33 sowie einen Elektromagneten 34 mit einer Spule 35 und einem Magnetkern 36 umfasst, wobei die Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 über die Kupplung 15 mit der Ausgangswelle 16 des Motors 4 verbunden werden kann (vgl. 1).First, in a first step 100 the manual transmission described above 5 (see. 2nd and 3rd ) to be provided. The manual transmission 5 can free wheel 27 exhibit (cf. 4th and 5 ), the several locking bodies, in particular clamping bodies 32 with one feather each 33 as well as an electromagnet 34 with a coil 35 and a magnetic core 36 comprises, the input shaft 17th of the gearbox 5 about the clutch 15 with the output shaft 16 of the motor 4th can be connected (cf. 1 ).

In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird die Kupplung 15 geschlossen, sodass die Ausgangswelle 16 des Motors 4 die Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 antreibt.In a second step 200 becomes the clutch 15 closed, so the output shaft 16 of the motor 4th the input shaft 17th of the gearbox 5 drives.

In einem dritten Verfahrensschritt 300 wird die Spule 35 des Elektromagneten 34 bestromt (beispielsweise durch Anlegen einer Spannung an der Spule 35), sodass ein Magnetfeld 37 hervorgerufen wird, welches die Klemmkörper 32 in die erste Stellung gemäß 5 bewegt. Dadurch wird der Freilauf 27 aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand geschaltet.In a third step 300 becomes the coil 35 of the electromagnet 34 energized (for example by applying a voltage to the coil 35 ) so that a magnetic field 37 is caused, which the clamping body 32 in the first position according to 5 emotional. This freewheels 27 switched from the deactivated state to the activated state.

In einem vierten Verfahrensschritt 400 wird die Bestromung der Spule 35 des Elektromagneten 34 gestoppt, sobald der Freilauf 27 in den aktivierten Zustand geschaltet worden ist. Die Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 dreht sich weiter und erzeugt ein Drehmoment, das beispielsweise im Uhrzeigersinn in 5 wirken kann. Dieses Drehmoment bewirkt, dass die Klemmkörper 32 bei der sich drehenden Ausgangswelle 17 durch deren Drehmoment entgegen der Vorspannkraft der Federn 33 in der ersten Stellung gehalten werden.In a fourth step 400 will energize the coil 35 of the electromagnet 34 stopped once freewheeling 27 has been switched to the activated state. The input shaft 17th of the gearbox 5 continues to rotate and generates a torque that, for example, clockwise 5 can work. This torque causes the sprags 32 with the rotating output shaft 17th by their torque against the preload force of the springs 33 be held in the first position.

In einem fünften Verfahrensschritt (500) wird die Kupplung 15 geöffnet, sodass die Ausgangswelle 16 des Motors 4 die Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 nicht länger antreibt. Wenn sich die Eingangswelle 17 des Schaltgetriebes 5 nicht länger oder weniger schnell dreht und das vorstehend beschriebene Drehmoment nicht länger oder nur noch entsprechend schwächer auf die Klemmkörper 32 wirkt, so können die Klemmkörper 32 nunmehr durch die Vorspannkraft der Federn 32 in die zweite Stellung gemäß 4 bewegt werden, wodurch der Freilauf 27 aus dem aktivierten Zustand heraus in den deaktivierten Zustand geschaltet wird.In a fifth step ( 500 ) the clutch 15 opened so the output shaft 16 of the motor 4th the input shaft 17th of the gearbox 5 no longer drives. If the input shaft 17th of the gearbox 5 no longer or less quickly and the torque described above no longer or only correspondingly weaker on the clamping body 32 acts, so the sprags 32 now by the preload force of the springs 32 according to the second position 4th be moved, causing the freewheel 27 is switched from the activated state to the deactivated state.

BezugszeichenlisteReference symbol list

LL: Drehachse schaltbarer FreilaufRotation axis switchable freewheel
11: KraftfahrzeugMotor vehicle
22nd: AntriebsstrangPowertrain
33rd: AntriebseinheitDrive unit
44th: Motorengine
55: Getriebetransmission
66: Kardanwellepropeller shaft
77: DifferentialgetriebeDifferential gear
88th: Seitenwelle HinterachseSide shaft rear axle
99: Seitenwelle HinterachseSide shaft rear axle
1010th: HinterradRear wheel
1111: HinterradRear wheel
1212: VorderachseFront axle
1313: VorderradFront wheel
1414: VorderradFront wheel
1515: Kupplungclutch
1616: Ausgangswelle MotorOutput shaft engine
1717th: Eingangswelle GetriebeInput shaft gear
1818th: Vorgelegewelle GetriebeCountershaft transmission
1919th: erstes Zahnrad Eingangswelle Getriebefirst gear input shaft gear
2020th: zweites Zahnrad Eingangswelle Getriebesecond gear input shaft gear
2121st: drittes Zahnrad Eingangswelle Getriebethird gear input shaft gear
2222: viertes Zahnrad Eingangswelle Getriebefourth gear input shaft gear
2323: erstes Zahnrad Vorgelegewelle Getriebefirst gear countershaft gearbox
2424th: zweites Zahnrad Vorgelegewelle Getriebesecond gear countershaft gearbox
2525th: drittes Zahnrad Vorgelegewelle Getriebethird gear countershaft gearbox
2626: viertes Zahnrad Vorgelegewelle Getriebefourth gear countershaft gearbox
2727th: schaltbarer Freilaufswitchable freewheel
2828: DrehpfeilArrow
2929: Innenring schaltbarer FreilaufInner ring switchable freewheel
3030th: Außenring schaltbaren FreilaufOuter ring switchable freewheel
3131: KäfigCage
3232: KlemmkörperSprags
3333: Federfeather
3434: Magnetmagnet
3535: SpuleKitchen sink
3636: Kerncore
3737: MagnetfeldMagnetic field
3838: DrehpfeilArrow
100100: Verfahrensschritt Bereitstellen SchaltgetriebeProcess step providing manual transmission
200200: Verfahrensschritt Schließen KupplungStep clutch closing
300300: Verfahrensschritt Bestromen Spule ElektromagnetProcess step energizing coil electromagnet
400400: Verfahrensschritt Stoppen Bestromen Spule ElektromagnetProcess step stop energizing coil electromagnet
500500: Verfahrensschritt Öffnen KupplungStep clutch opening

Claims

Manual transmission (5) for a motor vehicle (1), the manual transmission (5) comprising a gear arrangement - a shaft (17), - A gear (19) and - A switchable freewheel (27) comprises, wherein - The freewheel (27) can be switched to an activated state, in which the freewheel (27) couples the shaft (17) to the gear (19), so that a torque between the shaft (17) and the gear (19) in a first direction of rotation can be transmitted, and - The freewheel (27) can be switched to a deactivated state in which the freewheel (27) decouples the shaft (17) from the gear (19) in such a way that no torque between the shaft (17) and the gear (19) can be transferred - The freewheel (27) comprises a plurality of blocking bodies (32), each with a spring (33), - The locking bodies (32) are biased by a biasing force of the springs (33) in a second position, in which the freewheel (27) is in a deactivated state, - The locking body (32) against the biasing force of the springs (33) can be moved into a first position in which the freewheel (27) is in an activated state, and - The locking body (32) with the rotating shaft (17) by a torque of the shaft (17) against the biasing force are held in the first position.

Manual transmission (5) after Claim 1 , wherein the freewheel (27) can be switched magnetically to the activated state.

Manual transmission (5) after Claim 1 or 2nd , wherein the freewheel (27) - electrically, - hydraulically, - pneumatically or - mechanically can be switched to the activated state.

Manual transmission (5) after Claim 1 , wherein the shaft is a drive shaft (17), a countershaft (18) or an output shaft (17) of the gearbox (5).

Manual transmission (5) after Claim 1 , the freewheel (27) comprising an electromagnet (34) with a coil (35) and with a magnetic core (36), the electromagnet (34) being set up to generate a magnetic field (37) by means of which the blocking bodies (32 ) can be moved into the first position when the coil (35) of the electromagnet (34) is energized.

Drive train (2) for a motor vehicle (1) comprising a manual transmission (5) according to one of the preceding claims.

Motor vehicle (1) comprising a drive train (2) according to Claim 6 .

Method for shifting a gear in a manual transmission (5) according to one of the preceding claims, the method comprising the steps: (100) Provision of a manual transmission (5) according to one of the preceding claims, wherein the freewheel (27) of the manual transmission (5) comprises an electromagnet (34) with a coil (35) and with a magnetic core (36) and wherein the shaft ( 17) of the gearbox (5) can be connected to an output shaft (16) of a motor (4) via a clutch (15), (200) closing the clutch (15) so that the output shaft (16) of the motor (4) drives the shaft (17) of the gearbox (5), (300) energizing the coil (35) of the electromagnet (34), so that a magnetic field is generated which moves the blocking body (32) of the freewheel (27) into the second position, so that the freewheel (27) from the deactivated state to the activated state is switched, (400) stopping the energization of the coil (35) of the electromagnet (34) when the freewheel (27) is switched to the activated state, wherein the blocking bodies (32) on the rotating shaft (17) by the torque of the shaft ( 17) against the biasing force of the springs (33), the locking body (32) are held in the second position, and (500) Opening the clutch (15) so that the output shaft (16) of the motor (4) no longer drives the shaft (17) of the gearbox (5), and so that the locking bodies (32) on the shaft no longer rotating ( 17) are moved into the first position by the biasing force of the springs (33), whereby the freewheel (27) is switched from the activated state to the deactivated state.

Program element for the computer-controlled implementation of the method Claim 8 , wherein the program element, when executed on a processor unit, instructs the processor unit to close and open the clutch (15) according to method steps (200) and (500) Claim 8 as well as the energization and stopping of the energization according to method steps (300) and (400) Claim 8 to control.

Computer-readable medium on which a program element Claim 9 is saved.