DE102019008292A1

DE102019008292A1 - Von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe

Info

Publication number: DE102019008292A1
Application number: DE102019008292.3A
Authority: DE
Inventors: Dieter Slapak
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-08-20
Also published as: SE1950020A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein von einer Steuervorrichtung (100) durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe (4). Das Getriebe (4) umfasst: eine zum Verbinden mit einer Antriebseinheit (6) ausgebildete Eingangswelle (12); eine mit der Eingangswelle (12) verbindbare Hauptwelle (16); eine mit der Hauptwelle (16) verbundene erste Rangegetriebegruppe (RG1); eine mit der ersten Rangegetriebegruppe (RG1) verbindbare Abtriebswelle (21); ein mit der Eingangswelle (12) verbindbares erstes Zahnradpaar (G1); ein mit der Hauptwelle (16) verbindbares zweites Zahnradpaar (G2); eine mit dem ersten Zahnradpaar (G1) und dem zweiten Zahnradpaar (G2) verbindbare Vorgelegewelle (22), und ein mit der Eingangswelle (12), der Hauptwelle (16) und der Vorgelegewelle (22) verbindbares drittes Zahnradpaar (G3). Das Verfahren umfasst: Verbinden (s101) des zweiten Zahnradpaares (G2) mit der Hauptwelle (16); Trennen (s102) des dritten Zahnradpaares (G3) von der Eingangswelle (12) und von der Hauptwelle (16); und Verbinden (s103) des ersten Zahnradpaares (G1) mit der Eingangswelle (12) und mit der Vorgelegewelle (22). Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm (P) und ein computerlesbares Medium.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe gemäß den beigefügten Ansprüchen. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium gemäß den beigefügten Ansprüchen.
HINTERGRUND
Fahrzeuge und insbesondere Schwerlastfahrzeuge, etwa Lastkraftwagen, sind üblicherweise mit einem mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Getriebe ausgestattet, wobei das Getriebe ein Automatikgetriebe, ein Handschaltgetriebe oder eine Kombination daraus sein kann. Bei einem automatisierten Handschaltgetriebe wird das Getriebe von einer elektronischen Steuervorrichtung gesteuert. Solch ein Getriebe kann mit einer Hauptgetriebe ausgestattet sein, das eine Hauptwelle aufweist. Eine Vorgelegewelle ist parallel zur Hauptwelle angeordnet. Die Hauptwelle ist über die Vorgelegewelle mit einer Eingangswelle und mit einer Abtriebswelle im Getriebe über eine Rangegetriebevorrichtung verbindbar, wenn solch eine Rangegetriebevorrichtung in das Getriebe integriert ist. Die Rangegetriebevorrichtung kann eine separate Vorrichtung darstellen statt in das Getriebe integriert zu sein. Das Getriebe kann ebenfalls mit einer Splitgetriebevorrichtung, angeordnet zwischen der Eingangswelle und der Vorgelegewelle, ausgestattet sein.
Bei Getrieben dieser Art sind die Synchronisationsvorrichtungen, welche konische Synchronisationsringe und Kupplungsringe umfassen, durch mit Keilen versehene Kupplungshülsen ersetzt, die axial verschoben werden, um in auf der Hauptwelle angeordnete Zahnräder einzugreifen. Jedes auf der Hauptwelle angeordnete Zahnrad greift in entsprechende Zahnradelemente ein, die fest an der Vorgelegewelle befestigt sind. Beim Schalten wird die Kupplungshülse axial verschoben, um in auf einem wählbaren Zahnrad angeordnete Kupplungszähne einzugreifen, um das Zahnrad mit der Hauptwelle zu verbinden und es auf der Hauptwelle gegen Drehung zu sperren.
Die Rangegetriebevorrichtung ist üblicherweise zwischen dem Hauptgetriebe und einer mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs gekoppelten Kardanwelle angeordnet. Die Rangegetriebevorrichtung befindet sich in einem Getriebegehäuse und umfasst eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte Eingangswelle sowie eine Abtriebswelle; zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle ist ein Planetengetriebe der Rangegetriebevorrichtung angeordnet. Das Planetengetriebe umfasst üblicherweise drei Komponenten, die relativ zueinander drehbar angeordnet sind, nämlich ein Sonnenrad, einen Planetenradträger mit Planetenrädern und ein Hohlrad. Bei Kenntnis der Zahl von Zähnen des Sonnenrads und des Hohlrads kann die relative Drehzahl der drei Komponenten während des Betriebs bestimmt werden. In einer Rangegetriebevorrichtung kann das Sonnenrad drehbar mit der Eingangswelle, einer Anzahl von Planetenrädern, die in das Sonnenrad eingreifen, wobei die Planetenräder drehbar auf dem Planetenradträger montiert sind, der mit der Abtriebswelle verbunden ist, und einem axial verschiebbaren Hohlrad verbunden sein, das die Planetenräder umgibt und in diese eingreift.
Durch Steuern des Getriebes auf synchrone Drehzahl zwischen den zwei zu verbindenden Komponenten wird ein axiales Verschieben der Kupplungshülse entlang der zwei Komponenten ermöglicht, um diese zu verbinden. Wenn die Komponenten gelöst werden sollen, wird das Getriebe so gesteuert, dass ein Drehmoment-Gleichgewicht zwischen den Komponenten auftritt, so dass die Kupplungshülse kein Drehmoment überträgt. Die Kupplungshülse kann dann axial entlang der Komponenten bewegt werden, um diese voneinander zu trennen.
Das Drehmoment-Gleichgewicht ist ein Zustand, in dem ein Drehmoment auf das Hohlrad wirkt, welches dem Produkt des auf den Planetenradträger wirkenden Drehmoments und des Übersetzungsverhältnisses des Planetengetriebes entspricht, während ein Drehmoment auf das Sonnenrad wirkt, welches dem Produkt des auf den Planetenradträger wirkenden Drehmoments und (1 - dem Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes) entspricht. Wenn zwei der Komponenten der Gruppe umfassend Planetengetriebe, Sonnenrad, Hohlrad und Planetenradträger durch eine Kupplungshülse gekoppelt sind, überträgt die Kupplungshülse kein Drehmoment zwischen den Planetengetriebeelementen, wenn ein Drehmoment-Gleichgewicht vorliegt. Somit kann die Kupplungshülse leicht verschoben werden und die Planetengetriebekomponenten können gelöst werden.
Das Dokument US 2015/0345603 A1 betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe mit zwei Teilgetrieben, jeweils mit einer Eingangswelle. Die Eingangswellen sind an einer Antriebsseite einer Eingangsachse angeordnet. Die zwei Teilgetriebe haben eine einzige Abtriebswelle. Eine Vorgelegewelle-Baugruppe weist zwei auf einer Gegenwellenachse ausgerichtete Vorgelegewellen auf. Eine auf der Eingangsachse angeordnete Hauptwelle kann über Rangegruppen mit der Abtriebswelle verbunden werden. Wenigstens eine der Eingangswellen kann über wenigstens eines aus einer Zahnradebene, ein Schaltelement und der Hauptwelle mit der Abtriebswelle verbunden sein. Drei Schalteinrichtungen sind vorhanden, wobei höchstens eine der Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse angeordnet ist. Die ersten drei Schalteinrichtungen sind bezüglich des Drehmomentflusses stromabwärts der Antriebsseite des Getriebes auf der Eingangsachse angeordnet.
ZUSAMMENFASSUNG
Trotz des Stands der Technik besteht ein Bedarf zum Entwickeln eines Getriebes für ein Fahrzeug, wobei das Getriebe kleine Abmessungen aufweist und eine geringe Energiemenge beim Wechseln von Gängen im Getriebe erfordert. Es besteht ebenfalls ein Bedarf zum Entwickeln eines Getriebes für ein Fahrzeug, in dem Getriebekomponenten effizient genutzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit im Bereitstellen eines neuen und vorteilhaften Verfahrens zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe, wobei das Getriebe kleine Abmessungen aufweist und eine geringe Energiemenge beim Wechseln von Gängen im Getriebe erfordert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht im Bereitstellen eines neuen und vorteilhaften Verfahrens zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe, bei dem Komponenten im Getriebe effizient genutzt werden.
Die zuvor beschriebenen Aufgaben werden mit einem Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe gemäß den beigefügten Ansprüchen erfüllt, wobei das Getriebe kleine Abmessungen aufweist und eine geringe Energiemenge beim Wechseln von Gängen im Getriebe erfordert. Die beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls mit einem Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe gemäß den beigefügten Ansprüchen erfüllt, wobei in diesem Getriebe die Komponenten im Getriebe effizient genutzt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe bereitgestellt. Das Getriebe umfasst: eine zum Verbinden mit einer Antriebseinheit ausgebildete Eingangswelle; eine mit der Eingangswelle verbindbare Hauptwelle; eine mit der Hauptwelle verbundene erste Rangegetriebegruppe; eine mit der ersten Rangegetriebegruppe verbindbare Abtriebswelle; ein mit der Eingangswelle verbindbares erstes Zahnradpaar; ein mit der Hauptwelle verbindbares zweites Zahnradpaar; eine mit dem ersten Zahnradpaar und dem zweiten Zahnradpaar verbindbare Vorgelegewelle, und ein mit der Eingangswelle, der Hauptwelle und der Vorgelegewelle verbindbares drittes Zahnradpaar. Das Verfahren umfasst: Verbinden des zweiten Zahnradpaares mit der Hauptwelle; Trennen des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle und von der Hauptwelle; und Verbinden des ersten Zahnradpaares mit der Eingangswelle und mit der Vorgelegewelle.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt.
Solch ein Verfahren sorgt für das Wechseln von Gängen in einem Getriebe, wobei das Wechseln eine geringe Energiemenge erfordert, wenn Gänge im Getriebe gewechselt werden. Zusätzlich sorgt das Verfahren für das Wechseln von Gängen in einem Getriebe, wobei in dem Getriebe die Komponenten im Getriebe beim Wechsein von Gängen effizient genutzt werden.
Wenn das Getriebe in einem Fahrzeug angeordnet ist und Gänge gemäß dem Verfahren gewechselt werden, profitiert das Fahrzeug von geringerem Kraftstoffverbrauch, weil nur eine geringe Energiemenge beim Wechseln von Gängen erforderlich ist und die Getriebekomponenten beim Wechseln von Gängen effizient genutzt werden.
Die erste und zweite Rangegetriebegruppe statten das Getriebe mit einer Vielzahl von wählbaren Gangstufen und Getriebekombinationen für das dritte Zahnradpaar zusammen mit dem ersten Zahnradpaar in der Hauptgetriebegruppe des Getriebes aus. Dies verbessert die Fahrbarkeit des Fahrzeugs und erhöht den Komfort für Insassen im Fahrzeug.
Da das dritte Zahnradpaar und das erste Zahnradpaar zusammen Getriebestufen in der Hauptgetriebegruppe darstellen und das dritte Zahnradpaar und das zweite Zahnradpaar zusammen eine zweite Rangegetriebegruppe darstellen, wird das dritte Zahnradpaar für verschiedene Zwecke im Getriebe effizient genutzt. Diese Flexibilität wird ermöglicht, weil das das dritte Zahnradpaar mit der Eingangswelle und der Vorgelegewelle verbindbar ist. Das verbindbare dritte Zahnradpaar ermöglicht ein Verbinden und Trennen des dritten Zahnradpaares auf der Eingangswelle und auf der Vorgelegewelle. Somit kann entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs das dritte Zahnradpaar mit der Eingangswelle oder der Vorgelegewelle verbunden oder von diesen getrennt werden, um ein Teil der Getriebestufen in der Hauptgetriebegruppe oder ein Teil der zweiten Rangegetriebegruppe zu sein.
Zusätzliche Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung gehen für einen Fachmann aus den folgenden Details und beim Umsetzen der Erfindung hervor. Trotz der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung versteht es sich, dass die Erfindung gegebenenfalls nicht auf die spezifisch beschriebenen Details beschränkt ist. Einem Fachmann mit dem einschlägigen Wissen sind weitere Anwendungen, Modifizierungen und Umsetzungen auf anderen Gebieten klar, die im Umfang der Erfindung liegen.
Figurenliste
Es folgt eine Beschreibung von beispielhaften bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 schematisch ein mit einem Getriebe gemäß einer Ausführungsform ausgestattetes Fahrzeug zeigt;
2 schematisch ein Getriebe gemäß einer Ausführungsform zeigt;
3 schematisch eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß einer Ausführungsform zeigt;
4 ein Fließbild für ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe gemäß einer Ausführungsform zeigt;
und
5 schematisch eine Steuervorrichtung oder einen Computer gemäß einer Ausführungsform zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung sorgt für das Wechseln von Gängen in einem Getriebe, wobei das Wechseln eine geringe Energiemenge erfordert, wenn Gänge im Getriebe gewechselt werden. Zusätzlich sorgt das Verfahren für das Wechseln von Gängen in einem Getriebe, wobei in dem Getriebe die Komponenten im Getriebe beim Wechseln von Gängen effizient genutzt werden. Wenn das Getriebe in einem Fahrzeug angeordnet ist und Gänge gemäß dem Verfahren gewechselt werden, profitiert das Fahrzeug von geringerem Kraftstoffverbrauch, weil nur eine geringe Energiemenge beim Wechseln von Gängen erforderlich ist und die Getriebekomponenten beim Wechseln von Gängen effizient genutzt werden.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe.
Das Getriebe umfasst: eine zum Verbinden mit einer Antriebseinheit ausgebildete Eingangswelle; eine mit der Eingangswelle verbindbare Hauptwelle; eine mit der Hauptwelle verbundene erste Rangegetriebegruppe; eine mit der ersten Rangegetriebegruppe verbindbare Abtriebswelle; ein mit der Eingangswelle verbindbares erstes Zahnradpaar; ein mit der Hauptwelle verbindbares zweites Zahnradpaar; eine mit dem ersten Zahnradpaar und dem zweiten Zahnradpaar verbindbare Vorgelegewelle, und ein mit der Eingangswelle, der Hauptwelle und der Vorgelegewelle verbindbares drittes Zahnradpaar.
Das Verfahren umfasst: Verbinden des zweiten Zahnradpaares mit der Hauptwelle; Trennen des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle und von der Hauptwelle; und Verbinden des ersten Zahnradpaares mit der Eingangswelle und mit der Vorgelegewelle.
Das dritte Zahnradpaar zusammen mit dem ersten Zahnradpaar stellt Getriebestufen in einer Hauptgetriebegruppe im Getriebe dar, wobei das dritte Zahnradpaar zusammen mit dem zweiten Zahnradpaar eine zweite Rangegetriebegruppe im Getriebe bildet.
Das Getriebe kann für ein Fahrzeug ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann eine beliebige Art von Fahrzeug sein. Somit kann das Fahrzeug ein Schwerlastfahrzeug, etwa ein Lastkraftwagen oder ein Bus, sein. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle, die zum Verbinden mit einer Antriebseinheit ausgebildet ist. Die Antriebseinheit kann ein Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine oder eine Kombination daraus sein. Eine steuerbare Kupplung kann zwischen der Antriebseinheit und der Eingangswelle des Getriebes angeordnet sein, so dass die Antriebseinheit während bestimmter Fahrbedingungen, etwa Leerlauf, Schalten oder Anlassen der Antriebseinheit, vom Getriebe getrennt werden kann. Die Hauptwelle kann mit der Eingangswelle durch ein Lager verbindbar sein, so dass sich die Eingangswelle und die Hauptwelle mit verschiedenen Geschwindigkeiten relativ zueinander drehen können. Die Abtriebswelle kann mit der ersten Rangegetriebegruppe verbindbar sein. Die erste Rangegetriebegruppe kann die verfügbaren Getriebestufen im Getriebe verdoppeln. Die Abtriebswelle kann Drehmoment von der ersten Rangegetriebegruppe im Getriebe auf beispielsweise Räder des Fahrzeugs übertragen. Das erste Zahnradpaar ist mit der Eingangswelle und mit der Vorgelegewelle verbindbar. Das zweite Zahnradpaar ist mit der Hauptwelle und mit der Vorgelegewelle verbindbar. Das dritte Zahnradpaar ist mit der Eingangswelle oder der Vorgelegewelle verbindbar. Die Definition von „verbindbar“ in diesem Zusammenhang ist, dass die Zahnradpaare mit der jeweiligen Welle verbunden und von dieser getrennt werden können. Das dritte Zahnradpaar stellt zusammen mit dem ersten Zahnradpaar Getriebestufen in einer Hauptgetriebegruppe im Getriebe dar. Gemäß einem Beispiel kann das erste Zahnradpaar Drehmoment und Drehzahl von der Eingangswelle auf die Vorgelegewelle übertragen. Das dritte Zahnradpaar kann dieses Drehmoment und diese Drehzahl von der Vorgelegewelle weiter auf die Hauptwelle übertragen. Gemäß einem weiteren Beispiel kann das dritte Zahnradpaar Drehmoment und Drehzahl von der Eingangswelle auf die Vorgelegewelle übertragen. Das zweite Zahnradpaar kann dieses Drehmoment und diese Drehzahl von der Vorgelegewelle weiter auf die Hauptwelle übertragen. Gemäß einem weiteren Beispiel kann das dritte Zahnradpaar von der Eingangswelle oder der Vorgelegewelle getrennt werden. Drehmoment und Drehzahl können gemäß diesem weiteren Beispiel mit dem ersten Zahnradpaar von der Eingangswelle auf die Vorgelegewelle übertragen werden. Das zweite Zahnradpaar kann dieses Drehmoment und diese Drehzahl von der Vorgelegewelle weiter auf die Hauptwelle übertragen. Das dritte Zahnradpaar stellt zusammen mit dem zweiten Zahnradpaar eine zweite Rangegetriebegruppe im Getriebe dar.
Wenn das zweite Zahnradpaar mit der Hauptwelle und der Vorgelegewelle verbunden ist und das dritte Zahnradpaar von der Hauptwelle getrennt ist, ist die zweite Rangegetriebegruppe in eine niedrige Rangegetriebestellung geschaltet. In der niedrigen Rangegetriebestellung erfolgt ein Herunterschalten in der zweiten Rangegetriebegruppe.
Wenn das zweite Zahnradpaar von der Hauptwelle und/oder der Vorgelegewelle getrennt ist und das dritte Zahnradpaar mit der Hauptwelle verbunden ist, ist die zweite Rangegetriebegruppe in eine hohe Rangegetriebestellung geschaltet. In der hohen Rangegetriebestellung beträgt das Übersetzungsverhältnis 1:1 oder ein Hochschalten in der zweiten Rangegetriebegruppe erfolgt.
Die erste und zweite Rangegetriebegruppe statten das Getriebe mit einer Vielzahl von wählbaren Getriebestufen und Getriebekombinationen für das dritte Zahnradpaar zusammen mit dem ersten Zahnradpaar in der Hauptgetriebegruppe des Getriebes aus. Dies erhöht die Fahrbarkeit eines mit dem Getriebe ausgestatteten Fahrzeugs. Dies kann ebenso den Komfort für Insassen in einem mit dem Getriebe ausgestatteten Fahrzeug erhöhen.
Da das dritte Zahnradpaar und das erste Zahnradpaar zusammen Getriebestufen in der Hauptgetriebegruppe darstellen und das dritte Zahnradpaar und das zweite Zahnradpaar zusammen eine zweite Rangegetriebegruppe bilden, wird das dritte Zahnradpaar für verschiedene Zwecke im Getriebe effizient genutzt. Da das dritte Zahnradpaar mit der Eingangswelle und der Vorgelegewelle verbindbar ist, wird diese Flexibilität ermöglicht. Das verbindbare dritte Zahnradpaar ermöglicht ein Verbinden und Trennen des dritten Zahnradpaares auf der Eingangswelle und/oder auf der Vorgelegewelle. Somit kann entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs das dritte Zahnradpaar mit der Eingangswelle und/oder der Vorgelegewelle verbunden oder von diesen getrennt werden, um ein Teil der Getriebestufen in der Hauptgetriebegruppe oder ein Teil der zweiten Rangegetriebegruppe zu sein.
Die Schritte zum Verbinden des zweiten Zahnradpaares mit der Hauptwelle, Trennen des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle und von der Hauptwelle und Verbinden des ersten Zahnradpaares mit der Eingangswelle und mit der Vorgelegewelle schalten das Getriebe in einen ersten Fahrgang.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Trennen des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle und von der Hauptwelle das Trennen eines dritten Zahnrads (30) des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle und von der Hauptwelle, so dass sich das dritte Zahnrad frei in Bezug auf die Eingangswelle und in Bezug auf die Hauptwelle drehen kann.
Beim Trennen des dritten Zahnrades und der Eingangswelle und somit Ausrücken eines Gangs im Getriebe wird die dritte axial verschiebbare Hülse in der axialen Richtung der Eingangswelle verschoben und somit trennen sich die Keile der Hülse von den Keilen des dritten Zahnrads. Vor dem Trennen des dritten Zahnrads von der Eingangswelle wird ein Drehmoment-Gleichgewicht zwischen dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle hergestellt. Wenn die dritte axial verschiebbare Hülse kein Drehmoment mehr zwischen dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle überträgt, kann die Hülse axial verschoben werden, um das dritte Zahnrad von der Eingangswelle zu trennen.
Wenn das dritte Zahnrad von der Eingangswelle getrennt ist, kann sich das dritte Zahnrad frei in Bezug auf die Eingangswelle drehen. Ein geeignetes Lager kann oder geeignete Lager können zwischen dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle angeordnet sein, um die Reibung und Wärmeerzeugung zwischen dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle zu verringern, wenn sich das dritte Zahnrad relativ zur Eingangswelle dreht. Wenn das dritte Zahnrad mit der Eingangswelle verbunden ist, drehen sich das dritte Zahnrad und die Eingangswelle mit der gleichen Geschwindigkeit. Drehmoment kann zwischen dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle übertragen werden, wenn das dritte Zahnrad mit der Eingangswelle verbunden ist. Wenn das dritte Zahnrad von der Eingangswelle getrennt ist, kann kein Drehmoment zwischen dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle übertragen werden. Die Eingangswelle kann sich mit einer Drehzahl drehen und das dritte Zahnrad kann sich mit einer anderen Drehzahl drehen, wenn das dritte Zahnrad von der Eingangswelle getrennt ist. Dies ist möglich, da das dritte Zahnrad von der Vorgelegewelle über das dritte Zahnradpaar angetrieben werden kann.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Trennen des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle und von der Hauptwelle das Trennen der Eingangswelle von der Hauptwelle, so dass sich die Eingangswelle frei in Bezug auf die Hauptwelle drehen kann.
Ein zweites Lager kann zwischen der Eingangswelle und der Hauptwelle angeordnet sein. Die Hauptwelle kann mit der Eingangswelle durch ein Lager drehbar verbunden sein, so dass sich die Eingangswelle und die Hauptwelle mit verschiedenen Geschwindigkeiten relativ zueinander drehen können. Dies ist zweckmäßig, da Drehzahl und Drehmoment von der Eingangswelle auf die Vorgelegewelle über das erste oder das dritte Zahnrad und weiter auf die Hauptwelle über die zweiten Zahnradpaare übertragen werden können. Da die Übersetzungsverhältnisse von erstem, zweitem und drittem Zahnradpaar verschieden sein können, kann die Drehzahl von Eingangs- und Hauptwelle unterschiedlich sein. Wenn ein zweites Lager zwischen Eingangs- und Hauptwelle angeordnet ist, können sich diese mit verschiedenen Drehzahlen relativ zueinander drehen. Das zweite Lager kann ein Kugellager sein.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: Trennen des ersten Zahnradpaares von der Eingangswelle oder von der Vorgelegewelle und Verbinden des dritten Zahnradpaares mit der Eingangswelle.
Das erste Zahnradpaar kann mit der Eingangswelle oder der Vorgelegewelle verbindbar oder von diesen trennbar sein. Beim Trennen des ersten Zahnradpaares von der Eingangswelle oder von der Vorgelegewelle überträgt das erste Zahnradpaar kein Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der Vorgelegewelle. Stattdessen wird Drehmoment zwischen der Eingangswelle und der Vorgelegewelle beim Verbinden des dritten Zahnradpaares mit der Eingangswelle übertragen, da das dritte Zahnradpaar zwischen der Eingangswelle und der Vorgelegewelle angeordnet ist. Das Trennen des ersten Zahnradpaares von der Eingangswelle oder von der Vorgelegewelle und das Verbinden des dritten Zahnradpaares mit der Eingangswelle schaltet das Getriebe in einen vierten Fahrgang.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Trennen des ersten Zahnradpaares von der Eingangswelle oder von der Vorgelegewelle das Trennen eines ersten Zahnrads des ersten Zahnradpaares von der Vorgelegewelle, so dass sich das erste Zahnrad frei in Bezug auf die Eingangswelle drehen kann.
Das erste Zahnrad kann mit der Vorgelegewelle mittels einer ersten axial verschiebbaren Hülse, die mit Keilen versehen ist, verbunden und von dieser getrennt werden. Die Keile der Hülse sind zum Verbinden mit entsprechenden Keilen auf dem ersten Zahnrad und der Vorgelegewelle beim Verbinden des ersten Zahnrads mit der Vorgelegewelle ausgebildet. Die erste axial verschiebbare Hülse ist zum Übertragen von Drehmoment ausgebildet. Das Verbinden des ersten Zahnrads mit der Vorgelegewelle bedeutet, dass ein Gang im Getriebe eingelegt ist. Vor dem Verbinden des ersten Zahnrads mit der Vorgelegewelle wird die Drehzahl des ersten Zahnrads und der Vorgelegewelle synchronisiert. Anschließend wird die Hülse axial verschoben, um in die Keile des ersten Zahnrads einzugreifen. Beim Trennen des ersten Zahnrades und der Vorgelegewelle und somit Einlegen eines Gangs im Getriebe wird die erste axial verschiebbare Hülse in der axialen Richtung der Vorgelegewelle verschoben und somit trennen sich die Keile der Hülse von den Keilen des ersten Zahnrads. Vor dem Trennen des ersten Zahnrads von der Vorgelegewelle wird ein Drehmoment-Gleichgewicht zwischen dem ersten Zahnrad und der Vorgelegewelle hergestellt. Wenn die erste axial verschiebbare Hülse kein Drehmoment mehr zwischen dem ersten Zahnrad und der Vorgelegewelle überträgt, kann die Hülse axial verschoben werden, um das erste Zahnrad von der Vorgelegewelle zu trennen. Wenn das erste Zahnrad von der Vorgelegewelle getrennt ist, kann sich das erste Zahnrad frei in Bezug auf die Vorgelegewelle drehen.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verbinden des dritten Zahnradpaares mit der Eingangswelle das Verbinden eines dritten Zahnrads des dritten Zahnradpaares mit der Eingangswelle.
Das dritte Zahnrad wird mit der Vorgelegewelle mittels einer dritten axial verschiebbaren Hülse, die mit Keilen versehen ist, verbunden. Die Keile der Hülse sind zum Verbinden mit entsprechenden Keilen auf dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle beim Verbinden des dritten Zahnrads mit der Eingangswelle ausgebildet. Die dritte axial verschiebbare Hülse ist zum Übertragen von Drehmoment ausgebildet. Das Verbinden des dritten Zahnrads mit der Eingangswelle bedeutet, dass ein Gang im Getriebe eingelegt ist. Vor dem Verbinden des dritten Zahnrads mit der Eingangswelle wird die Drehzahl des dritten Zahnrads und der Eingangswelle synchronisiert. Anschließend wird die Hülse axial verschoben, um in die Keile des dritten Zahnrads einzugreifen.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: Trennen des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle; Trennen des zweiten Zahnradpaares von der Hauptwelle; und Verbinden des dritten Zahnradpaares mit der Hauptwelle.
Wenn das dritte Zahnradpaar mit der Hauptwelle verbunden ist, ist die zweite Rangegetriebegruppe in eine hohe Rangegetriebestellung geschaltet. In der hohen Rangegetriebestellung kann das Übersetzungsverhältnis 1:1 betragen. Alternativ erfolgt in der hohen Rangegetriebestellung ein Hochschalten in der zweiten Rangegetriebegruppe. In der hohen Rangegetriebestellung ist das zweite Zahnradpaar von der Hauptwelle und/oder der Vorgelegewelle getrennt.
Das dritte Zahnrad kann mit der Hauptwelle mit einer zweiten axial verschiebbaren Hülse, die mit Keilen versehen ist, verbunden und von dieser getrennt werden. Die Keile der Hülse sind zum Verbinden mit entsprechenden Keilen auf dem dritten Zahnrad und der Eingangswelle beim Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle ausgebildet. Die zweite axial verschiebbare Hülse ist zum Übertragen von Drehmoment ausgebildet. Das Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle bedeutet, dass die zweite Rangegetriebegruppe in eine hohe Rangegetriebestellung geschaltet wird. Vor dem Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle wird die Drehzahl des dritten Zahnrads und der Hauptwelle synchronisiert. Anschließend wird die Hülse axial verschoben, um in die Keile des dritten Zahnrads einzugreifen. Beim Trennen des dritten Zahnrads von der Hauptwelle und somit Schalten der zweiten Rangegetriebegruppe in eine niedrige Rangegetriebestellung wird die zweite axial verschiebbare Hülse in der axialen Richtung der Hauptwelle verschoben und somit trennen sich die Keile der Hülse von den Keilen des dritten Zahnrads. Vor dem Trennen des dritten Zahnrads von der Eingangswelle wird ein Drehmoment-Gleichgewicht zwischen dem dritten Zahnrad und der Hauptwelle hergestellt. Wenn die zweite axial verschiebbare Hülse kein Drehmoment mehr zwischen dem dritten Zahnrad und der Hauptwelle überträgt, kann die Hülse axial verschoben werden, um das dritte Zahnrad von der Hauptwelle zu trennen.
Die Schritte des Trennens des dritten Zahnradpaares von der Eingangswelle, des Trennens des zweiten Zahnradpaares von der Hauptwelle und des Verbindens des dritten Zahnradpaares mit der Hauptwelle schalten das Getriebe in einen vierten Fahrgang.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Trennen des zweiten Zahnradpaares von der Hauptwelle das Trennen eines zweiten Zahnrads des zweiten Zahnradpaares von der Hauptwelle, so dass sich das zweite Zahnrad frei in Bezug auf die Hauptwelle drehen kann.
Das zweite Zahnrad kann mit der Hauptwelle mittels der zweiten axial verschiebbaren Hülse, die mit Keilen versehen ist, verbunden und von dieser getrennt werden. Die Keile der Hülse sind zum Verbinden mit entsprechenden Keilen auf dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle beim Verbinden des zweiten Zahnrads mit der Hauptwelle ausgebildet. Die zweite axial verschiebbare Hülse ist zum Übertragen von Drehmoment ausgebildet. Das Verbinden des zweiten Zahnrads mit der Hauptwelle bedeutet, dass in eine niedrige Rangegetriebestellung in der zweiten Rangegetriebegruppe geschaltet wird. Vor dem Verbinden des zweiten Zahnrads mit der Hauptwelle wird die Drehzahl des zweiten Zahnrads und der Hauptwelle synchronisiert. Anschließend wird die Hülse axial verschoben, um in die Keile des zweiten Zahnrads einzugreifen. Beim Trennen des zweiten Zahnrads und der Hauptwelle und somit Schalten der zweiten Rangegetriebegruppe in eine hohe Rangegetriebestellung wird die zweite axial verschiebbare Hülse in der axialen Richtung der Hauptwelle verschoben und somit trennen sich die Keile der Hülse von den Keilen des zweiten Zahnrads. Vor dem Trennen des zweiten Zahnrads von der Hauptwelle wird ein Drehmoment-Gleichgewicht zwischen dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle hergestellt. Wenn die zweite axial verschiebbare Hülse kein Drehmoment mehr zwischen dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle überträgt, kann die Hülse axial verschoben werden, um das zweite Zahnrad von der Hauptwelle zu trennen.
Die zweite axial verschiebbare Hülse, die zum Verbinden des zweiten Zahnrads mit der Hauptwelle und Trennen von dieser ausgebildet ist, kann die gleiche Hülse sein, die zum Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle und Trennen von dieser ausgebildet ist.
Wenn das zweite Zahnrad von der Hauptwelle getrennt ist, kann sich das zweite Zahnrad frei in Bezug auf die Hauptwelle drehen. Ein geeignetes Lager kann oder geeignete Lager können zwischen dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle angeordnet sein, um die Reibung und Wärmeerzeugung zwischen dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle zu verringern, wenn sich das zweite Zahnrad relativ zur Hauptwelle dreht. Wenn das zweite Zahnrad mit der Hauptwelle verbunden ist, drehen sich das zweite Zahnrad und die Hauptwelle mit der gleichen Geschwindigkeit. Drehmoment kann zwischen dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle übertragen werden, wenn das zweite Zahnrad mit der Hauptwelle verbunden ist. Wenn das zweite Zahnrad von der Hauptwelle getrennt ist, kann kein Drehmoment zwischen dem zweiten Zahnrad und der Hauptwelle übertragen werden. Die Hauptwelle kann sich mit einer Drehzahl drehen und das zweite Zahnrad kann sich mit einer anderen Drehzahl drehen, wenn das zweite Zahnrad von der Hauptwelle getrennt ist. Dies ist möglich, da das zweite Zahnrad von der Vorgelegewelle über das zweite Zahnradpaar angetrieben werden kann.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verbinden des dritten Zahnradpaares mit der Hauptwelle das Verbinden eines dritten Zahnrads des dritten Zahnradpaares mit der Hauptwelle.
Wenn das zweite Zahnradpaar von der Hauptwelle und/oder der Vorgelegewelle getrennt ist und das dritte Zahnradpaar mit der Hauptwelle verbunden ist, ist die zweite Rangegetriebegruppe in eine hohe Rangegetriebestellung geschaltet. In der hohen Rangegetriebestellung beträgt das Übersetzungsverhältnis 1:1 oder ein Hochschalten in der zweiten Rangegetriebegruppe erfolgt.
Das dritte Zahnrad wird mit der Hauptwelle mit der zweiten axial verschiebbaren Hülse, die mit Keilen versehen ist, verbunden. Die Keile der Hülse sind zum Verbinden mit entsprechenden Keilen auf dem dritten Zahnrad und der Hauptwelle beim Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle ausgebildet. Die zweite axial verschiebbare Hülse ist zum Übertragen von Drehmoment ausgebildet. Das Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle bedeutet, dass ein Gang im Getriebe eingelegt ist. Vor dem Verbinden des dritten Zahnrads mit der Hauptwelle wird die Drehzahl des dritten Zahnrads und der Hauptwelle synchronisiert. Anschließend wird die Hülse axial verschoben, um in die Keile des dritten Zahnrads einzugreifen.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren den weiteren Schritt: Wechseln der ersten Rangegetriebegruppe von einer niedrigen Rangegetriebestellung in eine hohe Rangegetriebestellung.
Die Abtriebswelle kann mit der ersten Rangegetriebegruppe verbindbar sein. Die erste Rangegetriebegruppe kann die verfügbaren Getriebestufen im Getriebe verdoppeln. Die Abtriebswelle kann Drehmoment von der ersten Rangegetriebegruppe im Getriebe auf beispielsweise Räder des Fahrzeugs übertragen. In der hohen Rangegetriebestellung kann das Übersetzungsverhältnis 1:1 betragen. Alternativ erfolgt in der hohen Rangegetriebestellung ein Hochschalten in der ersten Rangegetriebegruppe.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Verfahren den weiteren Schritt: Wechseln der ersten Rangegetriebegruppe von einer niedrigen Rangegetriebestellung in eine hohe Rückwärtsgangstellung.
Die erste Rangegetriebegruppe kann ein Planetengetriebe sein, das zwischen einer niedrigen Rangegetriebestellung, einer hohen Rangegetriebestellung und einer Rückwärtsgangstellung wechseln kann. Ein Planetengetriebe kann kleine Abmessungen haben und das Planetengetriebe kann dennoch ein großes Übersetzungsverhältnis liefern. Zusätzlich kann das Planetengetriebe ein geringes Gewicht aufweisen und dennoch ein großes Übersetzungsverhältnis liefern. Die kleinen Abmessungen und das geringe Gewicht des Planetengetriebes kann die Gesamtabmessungen des Getriebes verringern und ferner den Kraftstoffverbrauch der mit dem Getriebe verbundenen Antriebsquelle senken. Zusätzlich zu hoher und niedriger Getriebestellung kann das Planetengetriebe mit einer Rückwärtsgangstellung ausgestattet sein. Wenn das Planetengetriebe in die Rückwärtsgangstellung geschaltet wird, dreht sich die Abtriebswelle in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu der Drehrichtung, wenn das Planetengetriebe in hohe und niedrige Rangegetriebestellung geschaltet ist.
Ein erstes Lager kann zwischen der Hauptwelle und einem Getriebegehäuse des Getriebes an einer Stelle zwischen erster und zweiter Rangegetriebegruppe angeordnet sein. Die Hauptwelle ist mit der ersten und der zweiten Rangegetriebegruppe verbunden. In einer Stellung zwischen der ersten und der zweiten Rangegetriebegruppe ist die Hauptwelle mittels eines Lagers drehbar in Bezug auf das Getriebegehäuse angeordnet. Diese Anordnung sorgt für Stabilität der Hauptwelle, was dazu führt, dass die Hauptwelle mit kleinen Abmessungen und geringem Gewicht ausgelegt werden kann. Das erste Lager kann ein Kugellager sein.
Ein zweites Lager kann zwischen der Eingangswelle und der Hauptwelle angeordnet sein. Die Hauptwelle kann mit der Eingangswelle durch ein Lager drehbar verbunden sein, so dass sich die Eingangswelle und die Hauptwelle mit verschiedenen Geschwindigkeiten relativ zueinander drehen können. Dies ist zweckmäßig, da Drehzahl und Drehmoment von der Eingangswelle auf die Vorgelegewelle über das erste oder das dritte Zahnrad und weiter auf die Hauptwelle über die zweiten Zahnradpaare übertragen werden können. Da die Übersetzungsverhältnisse von erstem, zweitem und drittem Zahnradpaar verschieden sein können, kann die Drehzahl von Eingangs- und Hauptwelle verschieden sein. Wenn ein zweites Lager zwischen Eingangs- und Hauptwelle angeordnet ist, können sich diese mit verschiedenen Drehzahlen relativ zueinander drehen. Das zweite Lager kann ein Kugellager sein.
Das zweite Lager kann radial im ersten Lager angeordnet sein. Das erste und zweite Lager können an der gleichen axialen Position längs der Eingangs- und Hauptwelle angeordnet sein. Das zweite Lager ist radial im ersten Lager angeordnet. Somit sollten auf die Eingangswelle wirkende Biegekräfte hauptsächlich durch das erste und zweite Lager als radial gerichtete Kräfte übertragen werden. Daher können das erste und zweite Lager mit kleineren Abmessungen im Vergleich zu einer Situation, in der die Biegekräfte von der Eingangswelle sowohl zu radialen als auch axialen Kräften auf die Lager führen, ausgelegt werden.
Die Eingangswelle ist dazu ausgebildet, sich in einem Teil von einem ersten Endstück der Eingangswelle, das zum Anordnen außerhalb eines Getriebegehäuses des Getriebes ausgebildet ist, bis zu einem zweiten Endstück der Eingangswelle zu erstrecken, das zum drehbaren Verbinden mit der Hauptwelle in einer Position zwischen erster und zweiter Rangegetriebegruppe ausgebildet ist. Solch eine Eingangswelle verläuft nahezu vollständig in einem Teil durch das Getriebe. Dies resultiert in einer Eingangswelle mit einem kleineren Durchmesser im Vergleich zu einer aus mehreren Teilen bestehenden Welle. Die Stabilität des Getriebes nimmt aufgrund der einteiligen Eingangswelle zu. Lager zwischen den Zahnrädern, die drehbar auf der Eingangswelle angeordnet sind, können einen kleineren Durchmesser aufweisen. Dies erhöht die Effizienz des Getriebes.
Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter dargestellt.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, beispielsweise eines Lastkraftwagens, mit einem Antriebsstrang 2, der mit einem Getriebe 4 gemäß einer Ausführungsform ausgestattet ist. Der Antriebsstrang 2 umfasst auch eine Antriebseinheit 6, etwa einen Verbrennungsmotor, die mit dem Getriebe 4 verbunden ist. Das Getriebe 4 ist ferner über eine Kardanwelle 10 mit Antriebsrädern 8 des Fahrzeugs 1 verbunden.
2 zeigt schematisch ein Getriebe 4 gemäß einer Ausführungsform. Das Getriebe 4 umfasst eine Eingangswelle 12, die zum Verbinden mit der Antriebseinheit 6 durch eine steuerbare Kupplung 14 ausgebildet ist. Eine Hauptwelle 16 ist mit der Eingangswelle 12 verbindbar. Eine erste Rangegetriebegruppe RG1 ist mit der Hauptwelle 16 verbunden. Die erste Rangegetriebegruppe RG1 ist ein Planetengetriebe 19, das zwischen einer niedrigen Rangegetriebestellung und einer hohen Rangegetriebestellung wechseln kann. Eine Abtriebswelle 21 ist mit der ersten Rangegetriebegruppe RG1 verbindbar. Ein erstes Zahnradpaar G1 ist mit der Eingangswelle 22 verbunden. Das erste Zahnradpaar G1 ist durch eine erste axial verschiebbare Hülse 18 mit einer Vorgelegewelle 22 verbindbar. Ein erstes Zahnrad 23 des ersten Zahnradpaares G1 ist mit der Vorgelegewelle 22 verbindbar und von dieser trennbar. Ein zweites Zahnradpaar G2 ist durch eine zweite axial verschiebbare Hülse 20 mit der Hauptwelle 16 verbindbar. Die Vorgelegewelle 22 ist mit dem zweiten Zahnradpaar F2 verbindbar. Ein drittes Zahnradpaar G3 ist durch eine dritte axial verschiebbare Hülse 24 mit der Eingangswelle 12 verbindbar und mit der Vorgelegewelle 22 verbunden. Das dritte Zahnradpaar G3 und das erste Zahnradpaar G1 stellen eine Hauptgetriebegruppe MG im Getriebe 4 dar. Die Hauptgetriebegruppe MG umfasst auch ein viertes Zahnradpaar G4. Das vierte Zahnradpaar G4 ist durch die dritte axial verschiebbare Hülse 24 mit der Eingangswelle 12 verbindbar. Das vierte Zahnradpaar G4 ist ebenfalls mit der Vorgelegewelle 22 verbunden. Das dritte Zahnradpaar G3 und das zweite Zahnradpaar G2 stellen eine zweite Rangegetriebegruppe RG2 im Getriebe 4 dar.
Die Eingangswelle 12 ist dazu ausgebildet, sich in einem Teil von einem ersten Endstück 26 der Eingangswelle 12, das zum Anordnen außerhalb eines Getriebegehäuses 27 des Getriebes 4 ausgebildet ist, bis zu einem zweiten Endstück 28 der Eingangswelle 12 zu erstrecken, das zum drehbaren Verbinden mit der Hauptwelle 16 in einer Position zwischen erster und zweiter Rangegetriebegruppe RG1, RG2 ausgebildet ist.
Das dritte Zahnradpaar G3 umfasst ein drittes Zahnrad 30, das mit der Eingangswelle 12 verbindbar und von dieser trennbar ist. Das dritte Zahnrad 30 wird durch die erste axial verschiebbare Hülse 18 mit der Eingangswelle 12 verbunden und von dieser getrennt. Das dritte Zahnrad 30 ist drehbar in Bezug auf die Eingangswelle 12 angeordnet.
Zusätzlich zu dem ersten, dritten und vierten Zahnrad G1, G3, G4 umfasst die Hauptgetriebegruppe MG auch ein fünftes Zahnradpaar G5. Das fünfte Zahnradpaar G5 ist mit der Eingangswelle 12 verbunden und durch die erste axial verschiebbare Hülse 18 mit der Vorgelegewelle 22 verbindbar.
Die erste Rangegetriebegruppe RG1 umfasst ein Planetengetriebe 19, das zwischen einer niedrigen Rangegetriebestellung, einer hohen Rangegetriebestellung und einer Rückwärtsgangstellung wechseln kann. Wenn das Planetengetriebe 19 in die Rückwärtsgangstellung geschaltet wird, dreht sich die Abtriebswelle 21 in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu der Drehrichtung, wenn das Planetengetriebe 19 in hohe und niedrige Rangegetriebestellung geschaltet ist.
Das Planetengetriebe 19 in der ersten Rangegetriebegruppe RG1 umfasst ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und einen Planetenradträger 36, auf dem Planetenräder 38 drehbar montiert sind. Das Hohlrad 32 und Sonnenrad 34 sind zum Eingreifen in die Planetenräder 38 ausgebildet. Das Getriebegehäuse 27 umgibt das Planetengetriebe 19. Eine fünfte axial verschiebbare Hülse 54 ist zum selektiven Einrücken und Ausrücken des Hohlrads 32 in das / aus dem Getriebegehäuse 27 und zum selektiven Einrücken und Ausrücken des Hohlrads 32 und des Planetenradträgers 36 ineinander/auseinander ausgebildet. Eine sechste axial verschiebbare Hülse 56 ist zum selektiven Einrücken und Ausrücken der Abtriebswelle 21 in das / aus dem Hohlrad 32 und in den / aus dem Planetenradträger 36 ausgebildet. Eine siebte axial verschiebbare Hülse 58 ist zum selektiven Einrücken und Ausrücken des Sonnenrads 34 in den / aus dem Planetenradträger 36 ausgebildet. Die fünfte axial verschiebbare Hülse 54 ist in einer niedrigen Rangegetriebestellung zum Einrücken des Hohlrads 32 in das Getriebegehäuse 27 ausgebildet und in einer hohen Rangegetriebestellung zum Ausrücken des Hohlrads 32 aus dem Getriebegehäuse 27 ausgebildet. Die sechste axial verschiebbare Hülse 56 ist in sowohl der niedrigen als auch hohen Rangegetriebestellung zum Einrücken des Planetenradträgers 36 in die Abtriebswelle 21 ausgebildet. Die siebte axial verschiebbare Hülse 58 ist in der niedrigen Rangegetriebestellung zum Ausrücken des Sonnenrads 34 aus dem Planetenradträger 36 ausgebildet und in der hohen Rangegetriebestellung zum Einrücken des Sonnenrads 34 in den Planetenradträger 36 ausgebildet.
In der Rückwärtsgangstellung ist die fünfte axial verschiebbare Hülse 54 zum Einrücken des Planetenradträgers 36 in das Getriebegehäuse 27 ausgebildet, die sechste axial verschiebbare Hülse 56 ist zum Einrücken des Hohlrads 32 in die Abtriebswelle 21 ausgebildet und die siebte axial verschiebbare Hülse 58 ist zum Ausrücken des Sonnenrads 34 aus dem Planetenradträger 36 ausgebildet.
Das axiale Verschieben der axial verschiebbaren Hülsen 18, 20, 24 erfolgt mit einer entsprechenden Schaltgabel 42, die in Verbindung mit den einzelnen Hülsen 18, 20, 24 angeordnet ist. Die Schaltgabeln 42 werden von einzelnen Kraftmitteln 44, etwa einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Zylinder, gesteuert.
Die fünfte, sechste und siebte axial verschiebbaren Hülsen 54, 55, 58 werden durch einzeln angeordnete Schaltgabeln 42 axial verschoben, die in Verbindung mit den axial verschiebbaren Hülsen 54, 55, 58 angeordnet sind. Die Schaltgabeln 42 werden von Kraftmitteln 44, etwa einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Zylinder, gesteuert.
Das dritte Zahnrad 30 ist zum Verbinden mit der Hauptwelle 16 in einer hohen Rangegetriebestellung der zweiten Rangegetriebegruppe RG2 ausgebildet. Das zweite Zahnradpaar G2 umfasst ein zweites Zahnrad 46, das mit der Hauptwelle 16 verbindbar und von dieser trennbar ist. Das zweite Zahnrad 46 ist drehbar in Bezug auf die Hauptwelle 16 angeordnet. Das zweite Zahnrad 46 wird durch die zweite axial verschiebbare Hülse 20 mit der Hauptwelle 16 verbunden und von dieser getrennt.
Ein erstes Lager 48 ist zwischen der Hauptwelle 16 und einem Getriebegehäuse 27 des Getriebes 4 an einer Stelle zwischen der ersten und zweiten Rangegetriebegruppe RG1, RG2 angeordnet. Ein erstes Lager ist zwischen der Eingangswelle 12 und der Hauptwelle 16 angeordnet. Das zweite Lager 50 ist radial im ersten Lager 48 angeordnet.
Eine elektronische Steuervorrichtung 100 ist mit dem Getriebe 4, der Antriebseinheit 6 und der Kupplung 14 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 100 steuert den Gangwechsel im Getriebe 4. Die Steuervorrichtung 100 kann ein Computer mit für diesen Zweck geeigneter Software sein. Eine Anzahl nicht dargestellter Drehzahlsensoren im Getriebe 4 und in der Antriebseinheit 6 können mit der Steuervorrichtung 100 verbunden sein. Die Steuervorrichtung 100 umfasst ein Computerprogramm P, das Routinen zum Steuern des Getriebes 4 der vorliegenden Offenbarung enthalten kann. Das Programm P kann in einer ausführbaren Form oder komprimierten Form in einem Speicher M und/oder einem Schreib/LeseSpeicher gespeichert sein. Ein Computerprogrammprodukt mit einem darauf gespeicherten Programmcode kann von einem computerlesbaren Medium bereitgestellt werden, um Gangwechsel im Getriebe 4 durchzuführen, wenn das Programm auf der Steuervorrichtung 100 ausgeführt wird. Der Programmcode kann nichtflüchtig auf dem computerlesbaren Medium gespeichert sein.
3 zeigt schematisch eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß einer Ausführungsform. Die Schaltmatrix zeigt die Positionen P1 - P9 für die axial verschiebbaren Hülsen 18, 20, 24, 54, 55, 58 im Kriechgang und Vorwärtsgängen 1 - 12. Die jeweilige Position P1 - P9 ist in 2 dargestellt. In Position P1 verbindet die erste axial verschiebbare Hülse 18 das fünfte Zahnradpaar G5 mit der Vorgelegewelle 22. In Position P2 verbindet die erste axial verschiebbare Hülse 18 das erste Zahnradpaar G1 mit der Vorgelegewelle 22. In Position P3 verbindet die dritte axial verschiebbare Hülse 24 das vierte Zahnradpaar G4 mit der Eingangswelle 12. In Position P4 verbindet die dritte axial verschiebbare Hülse 24 das dritte Zahnradpaar G3 mit der Eingangswelle 12. In Position P5 verbindet die zweite axial verschiebbare Hülse 20 das dritte Zahnradpaar G3 mit der Hauptwelle 16. In Position P6 verbindet die zweite axial verschiebbare Hülse 20 das zweite Zahnradpaar G2 mit der Hauptwelle 16. In Position P7 verbindet die fünfte axial verschiebbare Hülse 54 das Hohlrad 32 mit dem Getriebegehäuse 27. In Position P8 verbindet die sechste axial verschiebbare Hülse 56 den Planetenradträger 36 mit der Abtriebswelle 21. In Position P9 verbindet die siebte axial verschiebbare Hülse 58 das Sonnenrad 34 mit der Hauptwelle 16.
4 zeigt ein Fließbild für ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe gemäß einer Ausführungsform. Das Getriebe umfasst eine Eingangswelle 12, die zum Verbinden mit einer Antriebseinheit 6 ausgebildet ist; eine mit der Eingangswelle 12 verbindbare Hauptwelle 16; eine mit der Hauptwelle 16 verbundene erste Rangegetriebegruppe RG1; eine mit der ersten Rangegetriebegruppe RG1 verbindbare Abtriebswelle 21; ein mit der Eingangswelle 12 verbindbares erstes Zahnradpaar G1; ein mit der Hauptwelle 16 verbindbares zweites Zahnradpaar G2; eine mit dem ersten Zahnradpaar G1 und dem zweiten Zahnradpaar G2 verbindbare Vorgelegewelle 22, und ein mit der Eingangswelle 12, der Hauptwelle 16 und der Vorgelegewelle 22 verbindbares drittes Zahnradpaar G3.
Das Verfahren umfasst die Schritte: Verbinden s101 des zweiten Zahnradpaares G2 mit der Hauptwelle 16; Trennen s102 des dritten Zahnradpaares G3 von der Eingangswelle 12 und von der Hauptwelle 16; und Verbinden s103 des ersten Zahnradpaares G1 mit der Eingangswelle 12 und mit der Vorgelegewelle 22.
Gemäß einem Aspekt umfasst das Trennen s102 des dritten Zahnradpaares G3 von der Eingangswelle 12 und von der Hauptwelle 16 das Trennen s102 eines dritten Zahnrads 30 des dritten Zahnradpaares G3 von der Eingangswelle 12 und von der Hauptwelle 16, so dass sich das dritte Zahnrad 30 frei in Bezug auf die Eingangswelle 12 und in Bezug auf die Hauptwelle 16 drehen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Trennen s102 des dritten Zahnradpaares G3 von der Eingangswelle 12 und von der Hauptwelle 16 das Trennen der Eingangswelle 12 von der Hauptwelle 16, so dass sich die Eingangswelle 12 frei in Bezug auf die Hauptwelle 16 drehen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: Trennen s104 des ersten Zahnradpaares G1 von der Eingangswelle 12 oder von der Vorgelegewelle 22 und Verbinden s105 des dritten Zahnradpaares G3 mit der Eingangswelle 12.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Trennen s104 des ersten Zahnradpaares G1 von der Eingangswelle 12 oder von der Vorgelegewelle 22 das Trennen s104 eines ersten Zahnrads 23 des ersten Zahnradpaares G1 von der Vorgelegewelle 22, so dass sich das erste Zahnrad 23 frei in Bezug auf die Eingangswelle 22 drehen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verbinden s105 des dritten Zahnradpaares G3 mit der Eingangswelle 12 das Verbinden s105 eines dritten Zahnrads 30 des dritten Zahnradpaares G3 mit der Eingangswelle 12.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: Trennen s106 des dritten Zahnradpaares G3 von der Eingangswelle 12; Trennen s107 des zweiten Zahnradpaares G2 von der Hauptwelle 16; und Verbinden s108 des dritten Zahnradpaares G3 mit der Hauptwelle 16.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Trennen s107 des zweiten Zahnradpaares G2 von der Hauptwelle 16 das Trennen s107 eines zweiten Zahnrads 46 des zweiten Zahnradpaares G2 von der Hauptwelle 16, so dass sich das zweite Zahnrad 46 frei in Bezug auf die Hauptwelle 16 drehen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verbinden s108 des dritten Zahnradpaares G3 mit der Hauptwelle 16 das Verbinden s108 eines dritten Zahnrads 30 des dritten Zahnradpaares G3 mit der Hauptwelle 16.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren den weiteren Schritt: Wechsein s109 der ersten Rangegetriebegruppe RG1 von einer niedrigen Rangegetriebestellung in eine hohe Rangegetriebestellung.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren den weiteren Schritt: Wechsein s110 der ersten Rangegetriebegruppe RG1 von einer niedrigen Rangegetriebestellung in eine Rückwärtsgangstellung.
5 zeigt schematisch eine Version einer Steuervorrichtung 500 oder eines Computers gemäß einer Ausführungsform. Die unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Steuervorrichtung 100 kann in einer Version die Vorrichtung 500 umfassen. Die Vorrichtung 500 umfasst einen nichtflüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Schreib/Lese-Speicher 550. Der nichtflüchtige Speicher 520 hat ein erstes Speicherelement 530, in dem ein Computerprogramm, beispielsweise ein Betriebssystem, zum Steuern der Funktion der Vorrichtung 500 gespeichert ist. Die Vorrichtung 500 umfasst ferner einen Buscontroller, einen seriellen Kommunikationsanschluss, E/A-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Eingabe- und Übertragungseinheit für Datum und Uhrzeit, einen Ereigniszähler und eine Unterbrechungssteuerung (nicht dargestellt). Der nichtflüchtige Speicher 520 hat ferner ein zweites Speicherelement 540.
Es wird ein Computerprogramm P bereitgestellt, das Routinen zum Steuern des Wechselns von Gängen im Getriebe 4 umfasst. Das Programm P kann in einer ausführbaren Form oder in einer komprimierten Form in einem Speicher 560 und/oder einem Schreib/Lese-Speicher 550 gespeichert sein.
Wenn die Datenverarbeitungseinheit 510 als eine bestimmte Funktion ausführend beschrieben wird, bedeutet dies, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 einen bestimmten Teil des im Speicher 560 gespeicherten Programms oder einen bestimmten Teil des im Schreib/Lese-Speicher 550 gespeicherten Programms ausführt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 510 kann über einen Datenbus 515 mit einem Datenanschluss 599 kommunizieren. Der nichtflüchtige Speicher 520 dient zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512. Der separate Speicher 560 dient zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 511. Der Schreib/Lese-Speicher 550 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 514 ausgebildet.
Wenn Daten am Datenanschluss 599 empfangen werden, werden sie vorübergehend im zweiten Speicherelement 540 gespeichert. Wenn empfangene Eingabedaten vorübergehend gespeichert sind, ist die Datenverarbeitungseinheit 510 zum Durchführen der Codeausführung wie zuvor beschrieben vorbereitet.
Teile der hier beschriebenen Verfahren können von der Vorrichtung 500 mittels der Datenverarbeitungseinheit 510 ausgeführt werden, die das im Speicher 560 oder Schreib/Lese-Speicher 550 gespeicherte Programm ausführt. Wenn die Vorrichtung 500 das Programm ausführt, werden die hier beschriebenen Verfahren ausgeführt.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen dient ausschließlich illustrativen und beschreibenden Zwecken. Sie soll nicht erschöpfend sein und auch nicht die Ausführungsformen auf die beschriebenen Varianten einschränken. Einem Fachmann sind viele Modifizierungen und Variationen offensichtlich. Die Ausführungsformen wurden so gewählt und beschrieben, dass sie Prinzipien und praktische Anwendungen optimal erläutern und dadurch einem Fachmann das Verständnis der Ausführungsformen in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und mit den verschiedenen Modifikationen, die für den jeweiligen Zweck anwendbar sind, ermöglichen. Die zuvor beschriebenen Komponenten und Merkmale können im Rahmen der Ausführungsformen zwischen verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2015/0345603 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Wechseln von Gängen in einem Getriebe (4), das von einer Steuervorrichtung (100) durchgeführt wird, wobei das Getriebe (4) umfasst: eine zum Verbinden mit einer Antriebseinheit (6) ausgebildete Eingangswelle (12); eine mit der Eingangswelle (12) verbindbare Hauptwelle (16); eine mit der Hauptwelle (16) verbundene erste Rangegetriebegruppe (RG1); eine mit der ersten Rangegetriebegruppe (RG1) verbindbare Abtriebswelle (21); ein mit der Eingangswelle (12) verbindbares erstes Zahnradpaar (G1); ein mit der Hauptwelle (16) verbindbares zweites Zahnradpaar (G2); eine mit dem ersten Zahnradpaar (G1) und dem zweiten Zahnradpaar (G2) verbindbare Vorgelegewelle (22), und ein mit der Eingangswelle (12), der Hauptwelle (16) und der Vorgelegewelle (22) verbindbares drittes Zahnradpaar (G3), wobei das Verfahren umfasst: Verbinden (s101) des zweiten Zahnradpaares (G2) mit der Hauptwelle (16); Trennen (s102) des dritten Zahnradpaares (G3) von der Eingangswelle (12) und von der Hauptwelle (16); und Verbinden (s103) des ersten Zahnradpaares (G1) mit der Eingangswelle (12) und mit der Vorgelegewelle (22).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Trennen (s102) des dritten Zahnradpaares (G3) von der Eingangswelle (12) und von der Hauptwelle (16) das Trennen (s102) eines dritten Zahnrads (30) des dritten Zahnradpaares (G3) von der Eingangswelle (12) und von der Hauptwelle (16) umfasst, so dass sich das dritte Zahnrad (30) frei in Bezug auf die Eingangswelle (12) und in Bezug auf die Hauptwelle (16) drehen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Trennen (s102) des dritten Zahnradpaares (G3) von der Eingangswelle (12) und von der Hauptwelle (16) das Trennen der Eingangswelle (12) von der Hauptwelle (16) umfasst, so dass sich die Eingangswelle (12) frei in Bezug auf die Hauptwelle (16) drehen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst: Trennen (s104) des ersten Zahnradpaares (G1) von der Eingangswelle (12) oder von der Vorgelegewelle (22); und Verbinden (s105) des dritten Zahnradpaares (G3) mit der Eingangswelle (12).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Trennen (s104) des ersten Zahnradpaares (G1) von der Eingangswelle (12) oder von der Vorgelegewelle (22) das Trennen (s104) eines ersten Zahnrads (23) des ersten Zahnradpaares (G1) von der Vorgelegewelle (22) umfasst, so dass sich das erste Zahnrad (23) frei in Bezug auf die Eingangswelle (22) drehen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei das Verbinden (s105) des dritten Zahnradpaares (G3) mit der Eingangswelle (12) das Verbinden (s105) eines dritten Zahnrads (30) des dritten Zahnradpaares (G3) mit der Eingangswelle (12) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst: Trennen (s106) des dritten Zahnradpaares (G3) von der Eingangswelle (12); Trennen (s107) des zweiten Zahnradpaares (G2) von der Hauptwelle (16); und Verbinden (s108) des dritten Zahnradpaares (G3) mit der Hauptwelle (16).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Trennen (s107) des zweiten Zahnradpaares (G2) von der Hauptwelle (16) das Trennen (s107) eines zweiten Zahnrads (46) des zweiten Zahnradpaares (G2) von der Hauptwelle (16) umfasst, so dass sich das zweite Zahnrad (46) frei in Bezug auf die Hauptwelle (16) drehen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei das Verbinden (s108) des dritten Zahnradpaares (G3) mit der Hauptwelle (16) das Verbinden (s108) eines dritten Zahnrads (30) des dritten Zahnradpaares (G3) mit der Hauptwelle (16) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 9, wobei das Verfahren den weiteren Schritt umfasst: Wechseln (s109) der ersten Rangegetriebegruppe (RG1) von einer niedrigen Rangegetriebestellung in eine hohe Rangegetriebestellung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren den weiteren Schritt umfasst: Wechseln (s110) der ersten Rangegetriebegruppe (RG1) von einer niedrigen Rangegetriebestellung in eine Rückwärtsgangstellung.
Computerprogramm (P) mit Anweisungen, die, wenn das Programm von einem Computer (100; 500) ausgeführt wird, den Computer (100; 500) zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche veranlassen.
Computerlesbares Medium mit Anweisungen, die, wenn sie von einem Computer (100; 500) ausgeführt werden, den Computer (100;500) zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 veranlassen.