DE102019210134A1

DE102019210134A1 - Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019210134A1
Application number: DE102019210134.8A
Authority: DE
Inventors: Michel Wetterau; Carl Schilling; Marco Benz; Sven Holst; Johannes Winkler; Peter Sigg; Bernd AUSTERMANN
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend:- ein auf einer Getriebewelle (2) angeordnetes, einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung (1) zugeordnetes Zahnrad (3),- eine dem Zahnrad (3) zugeordnete Schalteinrichtung (7) zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads (3) mit der Getriebewelle (2), wobei die Schalteinrichtung (7) wenigstens ein Schaltelement (8) aufweist, welches zwischen einer ersten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement (8) in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad (3) steht, und einer zweiten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement (8) nicht in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad (3) steht, bewegbar gelagert ist,- eine der Schalteinrichtung (7) zugeordnete Antriebseinrichtung (13), wobei die Antriebseinrichtung (13) eingerichtet ist, die Bewegung des Schaltelements (8) derart zu regeln und/oder steuern, dass das Schaltelement (8) in einem Kontaktbereich des Schaltelements (8) mit dem Zahnrad (3) mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung (13) erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens ein auf einer Getriebewelle angeordnetes, einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung zugeordnetes Zahnrad, wenigstens eine dem Zahnrad zugeordnete Schalteinrichtung zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads mit der Getriebewelle, wobei die Schalteinrichtung wenigstens ein Schaltelement aufweist, welches zwischen einer ersten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads mit der Getriebewelle in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad steht, und einer zweiten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement nicht in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad steht, bewegbar gelagert ist, wenigstens eine der Schalteinrichtung zugeordnete Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer das Schaltelement in eine Bewegung versetzenden Antriebskraft.
Entsprechende Getriebeeinrichtungen für Kraftfahrzeuge sind aus dem Bereich der Kraftfahrzeugtechnik in einer Vielzahl an Ausführungen an und für sich bekannt.
Im Betrieb bekannter Getriebeeinrichtungen erfolgen Bewegungen des Schaltelements, d. h. insbesondere auch Bewegungen des Schaltelements in die erste Schaltelementstellung, bisher typischerweise mit maximaler Geschwindigkeit. Mithin sind die Antriebseinrichtungen bekannter Getriebeeinrichtungen typischerweise derart eingerichtet, Bewegungen des Schaltelementes, d. h. insbesondere Bewegungen des Schaltelements in die erste Schaltelementstellung, stets mit einer maximalen Geschwindigkeit auszuführen.
Derart kann es jedoch, insbesondere in einem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad, zu Verklemmungen des Schaltelements kommen, welche eine gewünschte Bewegung des Schaltelements in die erste Schaltelementstellung und einen damit einhergehenden Schaltvorgang beeinträchtigen bzw. gegebenenfalls sogar vollständig blockieren.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen der Getriebeeinrichtung gemäß Anspruch 1.
Die hierin beschriebene Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug („Getriebeeinrichtung“) umfasst die nachfolgend beschriebenen Bestandteile:

Ein erster Bestandteil der Getriebeeinrichtung ist eine Getriebewelle. Bei der Getriebewelle kann es sich z. B. um eine Getriebeeingangswelle oder um eine Vorgelegewelle handeln.

Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung ist wenigstens ein auf der Getriebewelle der Getriebeeinrichtung angeordnetes Zahnrad. Das Zahnrad, bei welchem es sich typischerweise um ein Losrad handelt, ist einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung zugeordnet. Das Zahnrad kann als erstes Zahnrad bezeichnet bzw. erachtet werden; dies deshalb, als die Getriebeeinrichtung, wie sich im Weiteren ergibt, mehrere auf der Getriebewelle angeordnete Zahnräder umfassen kann.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung ist wenigstens eine dem Zahnrad zugeordnete Schalteinrichtung (erste Schalteinrichtung) zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads mit der Getriebewelle. Die Schalteinrichtung weist wenigstens ein Schaltelement auf. Das Schaltelement weist typischerweise wenigstens einen Wirkabschnitt, z. B. in Form eines klauenartigen bzw. - förmigen Vorsprungs, auf. Das Schaltelement kann sonach z. B. als Schaltklaue ausgebildet sein bzw. eine solche umfassen. Das Schaltelement ist zwischen einer auch als Eingriffsstellung zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden ersten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads mit der Getriebewelle in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad steht, und einer auch als Nichteingriffsstellung zu bezeichnende bzw. zu erachtenden zweiten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement nicht in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad steht, bewegbar gelagert. Eine entsprechende Wirkverbindung zwischen dem Schaltelement und dem Zahnrad geht typischerweise mit einem mechanischen Eingriff (Kämmen) des Schaltelements respektive eines dem schaltelementseitigen Wirkabschnitts in das Zahnrad respektive in einen zahnradseitigen Aufnahmeabschnitt einher.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung ist wenigstens eine der Schalteinrichtung zugeordnete Antriebseinrichtung (erste Antriebseinrichtung) zur Erzeugung einer das Schaltelement in eine Bewegung versetzenden Antriebskraft. Die Antriebseinrichtung kann z. B. als elektrische Maschine, d. h. insbesondere als Elektromotor, gegebenenfalls als elektrischer Linearmotor, ausgebildet sein bzw. eine(n) solche(n) umfassen. Denkbar ist es auch, dass die Antriebseinrichtung als eine elektrohydraulische oder hydraulische Antriebseinrichtung ausgebildet ist bzw. eine solche umfasst.
Der Betrieb der Antriebseinrichtung wird typischerweise über eine dieser zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte, auch als Steuergerät zu bezeichnende bzw. zu erachtende Steuereinrichtung gesteuert bzw. geregelt. Die Getriebeeinrichtung umfasst als weiteren Bestandteil sonach typischerweise eine der Antriebseinrichtung zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung (erste Steuereinrichtung), welche zur Steuerung bzw. Regelung des Betriebs der Antriebseinrichtung, d. h. insbesondere zur Steuerung bzw. Regelung der über die Antriebseinrichtung bereitstellbaren Antriebskraft, eingerichtet ist.
Die Antriebseinrichtung ist eingerichtet, die Bewegung des Schaltelements in die erste Schaltelementstellung bzw. in Richtung der ersten Schaltelementstellung derart zu regeln und/oder steuern, dass das Schaltelement, insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist. Derart ist die Gefahr eines Verklemmens des Schaltelements mit dem Zahnrad und eine damit einhergehende Beeinträchtigung bzw. Blockierung eines Schaltvorgangs unterbunden bzw. zumindest reduziert. Dies begründet sich insbesondere dadurch, dass Situationen, in welchen das Schaltelement respektive ein diesem zugehöriger Wirkabschnitt, d. h. z. B. der erwähnte klauenartige bzw. -förmige Vorsprung, mit maximaler Geschwindigkeit neben einen hierfür zahnradseitigen Aufnahmeabschnitt trifft, was regelmäßig mit der Gefahr eines entsprechenden Verklemmens einhergeht, unterbunden sind.
Die maximale über die Antriebseinrichtung realisierbare Geschwindigkeit des Schaltelements hängt typischerweise mit der über die Antriebseinrichtung erzeugbaren maximalen Antriebskraft bzw. des über die jeweilige Antriebseinrichtung maximal erzeugbaren Antriebsmoments zusammen, welche wiederum von der konkreten Konfiguration, d. h. insbesondere der Leistung bzw. Leistungsaufnahme, der Antriebseinrichtung abhängt.
Wie erwähnt, erfolgt der Betrieb der Antriebseinrichtung typischerweise auf Grundlage einer Steuerung bzw. Regelung durch eine der Antriebseinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung. Die bzw. eine der Antriebseinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung ist sonach eingerichtet, den Betrieb der Antriebseinrichtung derart zu steuern, dass das Schaltelement bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung bzw. in Richtung der ersten Schaltelementstellung in einem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad mit einer unterhalb der über die Antriebseinrichtung erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Insgesamt liegt eine verbesserte Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug vor.
Die Antriebseinrichtung kann eingerichtet sein, die Bewegung des Schaltelements, insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich, gemäß einem vordefinierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil aus- bzw. durchzuführen. Die der Antriebseinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung kann sonach eingerichtet sein, die Bewegung des Schaltelements, insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich, gemäß einem vordefinierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil zu steuern bzw. zu regeln.
Über das „Layout“ des Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils, d. h. den konkreten durch das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil beschriebenen orts- und und/oder zeitabhängigen Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsverlauf, kann sonach eine, insbesondere im Hinblick auf Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit, optimierte Bewegung des Schaltelements realisiert werden. Das Layout des Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils kann variabel gestaltet sein, sodass z. B. in unterschiedlichen Fahrbetriebsmodi eines mit der Getriebeeinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs, d. h. z. B. Leistungs- oder Verbrauchsoptimierten Betriebsmodi, der Steuerung bzw. Regelung des Betriebs der Antriebseinrichtung unterschiedliche Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils zugrunde gelegt werden können.
Das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil kann mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen, welche jeweils eine bestimmte Beschleunigung und/oder eine bestimmte Geschwindigkeit oder einen bestimmten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsverlauf abbilden.
Das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil kann z. B. ein oder mehrere Abschnitte, welche einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung oder Geschwindigkeit von einem ersten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert auf einen zweiten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert oder einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung oder Geschwindigkeit von einem ersten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert auf einen zweiten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert abbilden, aufweisen.
Das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil kann ferner ein oder mehrere Abschnitte, welche einen konstanten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsverlaufs abbilden, aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten, gleichwohl grundsätzlich beispielhaften, Ausführungsform des Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils kann ein erster Abschnitt des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Geschwindigkeit ausgehend von einer Startbeschleunigung und/oder Startgeschwindigkeit auf einen oberhalb der Startbeschleunigung und/oder Startgeschwindigkeit liegenden ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbilden, ein, insbesondere direkt, auf den ersten Abschnitt folgender zweiter Abschnitt einen konstanten Verlauf der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit auf dem ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbilden, ein, insbesondere direkt, auf den zweiten Abschnitt folgender dritter Abschnitt einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit ausgehend von dem ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts, jedoch oberhalb der Startbeschleunigung und/oder -geschwindigkeit liegenden zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbilden, ein, insbesondere direkt, auf den dritten Abschnitt folgender vierter Abschnitt einen konstanten Verlauf der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit auf dem zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbilden, ein, insbesondere direkt, auf den vierten Abschnitt folgender fünfter Abschnitt einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit ausgehend von dem zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen oberhalb des zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts, jedoch unterhalb des ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts liegenden dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbilden, ein, insbesondere direkt, auf den fünften Abschnitt folgender sechster Abschnitt einen konstanten Verlauf der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit auf dem dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbilden, und ein, insbesondere direkt, auf den sechsten Abschnitt folgender siebter Abschnitt einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit ausgehend von dem dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts liegenden vierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, insbesondere auf die Startbeschleunigung bzw. -geschwindigkeit, abbilden.
Das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil kann ferner einen, insbesondere direkt, auf den siebten Abschnitt folgenden achten Abschnitt aufweisen, welcher einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit ausgehend von dem vierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des vierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts, insbesondere unterhalb der Startbeschleunigung bzw. -geschwindigkeit, liegenden fünften Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, abbildet.
Das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil kann ferner einen, insbesondere direkt, auf den achten Abschnitt folgenden neunten Abschnitt aufweisen, welcher einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit ausgehend von dem fünften Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen oberhalb des fünften Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts liegenden sechsten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, insbesondere auf die Startgeschwindigkeit, abbildet.
Der erste Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert kann in allen Fällen der Maximalbeschleunigung bzw. -geschwindigkeit entsprechen.
Die Bewegung des Schaltelements in dem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad kann in allen Fällen in dem vierten Abschnitt erfolgen.
Die Startgeschwindigkeit kann in allen Fällen 0 m/s entsprechen. Das Schaltelement kann gemäß dem Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil sonach aus einer nicht bewegten Ruhestellung heraus beschleunigt bzw. bewegt werden. Selbstverständlich kann die Startgeschwindigkeit gegebenenfalls auch oberhalb 0 m/s liegen.
Die Getriebeeinrichtung kann, wie erwähnt, mehrere auf der Getriebewelle angeordnete Zahnräder aufweisen.
Auf der Getriebewelle kann sonach ferner ein zweites Zahnrad angeordnet sein. Das zweite Zahnrad, bei welchem es sich analog dem ersten Zahnrad typischerweise um ein Losrad handelt, ist analog dem ersten Zahnrad einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung zugeordnet.
Die Getriebeeinrichtung kann wenigstens eine dem zweiten Zahnrad zugeordnete Schalteinrichtung (zweite Schalteinrichtung) zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrads mit der Getriebewelle umfassen. Die zweite Schalteinrichtung weist wenigstens ein zweites Schaltelement auf. Das zweite Schaltelement weist typischerweise wenigstens einen Wirkabschnitt, z. B. in Form eines klauenartigen bzw. -förmigen Vorsprungs, auf. Das zweite Schaltelement kann sonach z. B. als Schaltklaue ausgebildet sein bzw. eine solche umfassen. Das zweite Schaltelement ist zwischen einer auch als Eingriffsstellung zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden ersten Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrads mit der Getriebewelle in einer Wirkverbindung mit dem zweiten Zahnrad steht, und einer auch als Nichteingriffsstellung zu bezeichnende bzw. zu erachtenden zweiten Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement nicht in einer Wirkverbindung mit dem zweiten Zahnrad steht, bewegbar gelagert. Eine entsprechende Wirkverbindung zwischen dem zweiten Schaltelement und dem zweiten Zahnrad geht typischerweise mit einem mechanischen Eingriff (Kämmen) des zweiten Schaltelements respektive eines dem schaltelementseitigen Wirkabschnitts in das zweite Zahnrad respektive in einen zahnradseitigen Aufnahmeabschnitt einher.
Die Getriebeeinrichtung kann wenigstens eine der zweiten Schalteinrichtung zugeordnete zweite Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer das zweite Schaltelement in eine Bewegung versetzenden Antriebskraft umfassen. Die zweite Antriebseinrichtung kann z. B. als elektrische Maschine, d. h. insbesondere als Elektromotor, gegebenenfalls als elektrischer Linearmotor, ausgebildet sein bzw. eine(n) solche(n) umfassen. Denkbar ist es auch, dass die zweite Antriebseinrichtung als eine elektrohydraulische oder hydraulische Antriebseinrichtung ausgebildet ist bzw. eine solche umfasst.
Der Betrieb der zweiten Antriebseinrichtung wird typischerweise über eine dieser zugeordnete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte zweite Steuereinrichtung (Steuergerät) gesteuert bzw. geregelt.
Die zweite Antriebseinrichtung respektive die zweite Steuereinrichtung kann analog der ersten Antriebseinrichtung respektive der ersten Steuereinrichtung konfiguriert sein. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der ersten Antriebseinrichtung respektive der ersten Steuereinrichtung gelten sonach analog für die zweite Antriebseinrichtung respektive die zweite Steuereinrichtung.
Auf der Getriebewelle kann ferner ein einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung zugeordnetes drittes Zahnrad angeordnet sein. Das dritte Zahnrad ist typischerweise benachbart zu dem ersten Zahnrad auf der Getriebewelle angeordnet. Bei dem dritten Zahnrad handelt es sich typischerweise um ein Losrad.
In diesem Fall kann das erste Schaltelement zusätzlich in eine dritte Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das erste Schaltelement in einer Wirkverbindung mit dem dritten Zahnrad steht, insbesondere in das dritte Zahnrad eingreift, bewegbar gelagert sein. Das erste Schaltelement kann in diesem Fall sonach in eine erste Schaltelementstellung, in welcher das erste Schaltelement, insbesondere ausschließlich, mit dem ersten Zahnrad zusammenwirkt, in eine zweite Schaltelementstellung, in welcher das erste Schaltelement weder mit dem ersten noch mit dem dritten Zahnrad zusammenwirkt, und in eine dritte Schaltelementstellung, in welcher das erste Schaltelement, insbesondere ausschließlich, mit dem dritten Zahnrad zusammenwirkt, bewegbar sein. Die zweite Schaltelementstellung befindet sich typischerweise zwischen der ersten Schaltelementstellung und der dritten Schaltelementstellung.
Das zweite Schaltelement kann insbesondere zwischen einer ersten Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das zweite Schaltelement zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrads mit der Getriebewelle in einer Wirkverbindung mit dem zweiten Zahnrad steht, insbesondere in das zweite Zahnrad eingreift, und einer zweiten Schaltelementstellung (Nichteingriffsstellung), in welcher das zweite Schaltelement nicht in einer Wirkverbindung mit dem zweiten Zahnrad steht, insbesondere nicht in das zweite Zahnrad eingreift, insbesondere relativ zu dem zweiten Zahnrad, bewegbar gelagert sein.
Auf der Getriebewelle kann ferner ein einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung zugeordnetes viertes Zahnrad angeordnet sein. Das vierte Zahnrad ist typischerweise benachbart zu dem zweiten Zahnrad auf der Getriebewelle angeordnet. Bei dem vierten Zahnrad handelt es sich typischerweise um ein Losrad.
In diesem Fall kann das zweite Schaltelement zusätzlich in eine dritte Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das Schaltelement in einer Wirkverbindung mit dem vierten Zahnrad steht, insbesondere in das vierte Zahnrad eingreift, bewegbar gelagert sein. Das zweite Schaltelement kann in diesem Fall sonach in eine erste Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement, insbesondere ausschließlich, mit dem zweiten Zahnrad zusammenwirkt, in eine zweite Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement weder mit dem zweiten noch mit dem vierten Zahnrad zusammenwirkt, und in eine dritte Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement, insbesondere ausschließlich, mit dem vierten Zahnrad zusammenwirkt, bewegbar sein. Die zweite Schaltelementstellung befindet sich typischerweise zwischen der ersten Schaltelementstellung und der dritten Schaltelementstellung.
Eine entsprechende Wirkverbindung geht in allen Fällen typischerweise mit einem mechanischen Eingriff (Kämmen) zwischen dem jeweiligen Schaltelement und einem jeweiligen Zahnrad einher.
Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer wie hierin beschriebenen Getriebeeinrichtung.
Die Erfindung betrifft weiter eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Antriebseinrichtung für eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine wie hierin beschriebene Getriebeeinrichtung. Die Antriebseinrichtung ist eingerichtet, die Bewegung eines Schaltelements derart zu regeln und/oder steuern, dass das Schaltelement, insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Die Erfindung betrifft weiter eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung für eine entsprechende Antriebseinrichtung. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, den Betrieb einer bzw. der dieser zugeordneten Antriebseinrichtung derart zu regeln und/oder zu steuern, dass das Schaltelement, insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Betrieb einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer wie hierin beschriebenen Getriebeeinrichtung. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegung eines Schaltelements derart geregelt und/oder gesteuert wird, dass das Schaltelement, insbesondere bei einer Bewegung in eine entsprechende erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements mit dem Zahnrad mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt wird.
Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Getriebeeinrichtung gelten analog für das Kraftfahrzeug, die Antriebseinrichtung, das Steuergerät und das Verfahren.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei zeigt:

1 - 5 jeweils eine Prinzipdarstellung einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
6 eine Prinzipdarstellung eines Geschwindigkeitsverlaufs gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die 1 - 5 zeigen jeweils eine Prinzipdarstellung einer Getriebeeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht.
Die Getriebeeinrichtung 1 umfasst in den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen die nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. erläuterten Bestandteile:

Ein erster Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist eine Getriebewelle 2. Bei der Getriebewelle 2 kann es sich z. B. um eine Getriebeeingangswelle oder um eine Vorgelegewelle handeln.

Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist ein auf der Getriebewelle 2 angeordnetes erstes Zahnrad 3. Das erste Zahnrad 3, bei welchem es sich um ein Losrad handelt, ist einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist ein auf derselben Getriebewelle 2 angeordnetes zweites Zahnrad 4. Das zweite Zahnrad 4, bei welchem es sich analog dem ersten Zahnrad 3 um ein Losrad handelt, ist analog dem ersten Zahnrad 3 einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist ein auf derselben Getriebewelle 2 angeordnetes drittes Zahnrad 5. Das dritte Zahnrad 5, bei welchem es sich analog den anderen Zahnrädern um ein Losrad handelt, ist analog den anderen Zahnrädern einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist ein auf derselben Getriebewelle 2 angeordnetes viertes Zahnrad 6. Das vierte Zahnrad 6, bei welchem es sich analog den anderen Zahnrädern um ein Losrad handelt, ist analog den anderen Zahnrädern einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet.
Selbstverständlich kann die Getriebeeinrichtung 1 weniger oder mehr als vier auf der Getriebewelle 1 angeordnete Zahnräder umfassen, welche jeweils einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung 1 zugeordnet sind.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist eine dem ersten Zahnrad 3 zuordenbare oder zugeordnete erste Schalteinrichtung 7. Die erste Schalteinrichtung 7 dient zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des ersten Zahnrads 3 mit der Getriebewelle 2 und ist hierfür entsprechend eingerichtet. Die erste Schalteinrichtung 7 umfasst ein axial bewegbar gelagertes erstes Schaltelement 8, welches z. B. als Schaltklaue ausgebildet ist.
Das erste Schaltelement 8 ist zwischen einer in 2 gezeigten ersten Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das erste Schaltelement 8 zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des ersten Zahnrads 3 mit der Getriebewelle 2 in einer Wirkverbindung mit dem ersten Zahnrad 3 steht, d. h. insbesondere in das erste Zahnrad 3 respektive einen axialen Fortsatz 9 des ersten Zahnrads 3 eingreift, und einer in 1 gezeigten zweiten Schaltelementstellung (Nichteingriffs- oder Neutralstellung), in welcher das erste Schaltelement 8 nicht in einer Wirkverbindung mit dem ersten Zahnrad 3 steht, insbesondere nicht in das erste Zahnrad 3 respektive den axialen Fortsatz 9 eingreift, bewegbar gelagert.
Ferner ist das erste Schaltelement 8 zusätzlich in eine in 3 gezeigten dritte Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das erste Schaltelement 8 in einer Wirkverbindung mit dem dritten Zahnrad 5 steht, insbesondere in das dritte Zahnrad 5 respektive einen axialen Fortsatz 10 des dritten Zahnrads 5 eingreift, bewegbar gelagert.
Das erste Schaltelement 8 ist sonach in die in 2 gezeigte die erste Schaltelementstellung, in welcher das erste Schaltelement 8, insbesondere ausschließlich, mit dem ersten Zahnrad 3 zusammenwirkt, in die in 1 gezeigte zweite Schaltelementstellung, in welcher das erste Schaltelement 8 weder mit dem ersten Zahnrad 3 noch mit dem dritten Zahnrad 5 zusammenwirkt, und in die in 3 gezeigte dritte Schaltelementstellung, in welcher das erste Schaltelement 8, insbesondere ausschließlich, mit dem dritten Zahnrad 5 zusammenwirkt, bewegbar.
Anhand der Fig. ist ersichtlich, dass sich die zweite Schaltelementstellung des ersten Schaltelements 8 zwischen der ersten Schaltelementstellung und der dritten Schaltelementstellung befindet.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist eine der ersten Schalteinrichtung 7 zugeordnete, über ein hardware- und/oder softwaremäßig implementiertes Steuergerät 11 steuerbare erste Antriebseinrichtung 13. Die erste Antriebseinrichtung 13 dient zur Erzeugung einer das erste Schaltelement 8 in eine Bewegung - hierbei handelt es sich um eine axiale Bewegung bezüglich der Symmetrie- bzw. Zentralachse der Getriebewelle 2 - versetzenden Antriebskraft und ist hierfür entsprechend eingerichtet. Die erste Antriebseinrichtung 13 kann z. B. als elektrische Maschine, d. h. insbesondere als Elektromotor, gegebenenfalls als elektrischer Linearmotor, ausgebildet sein. Ersichtlich ist die erste Antriebseinrichtung 13 über ein erstes Kopplungselement 14 mit dem ersten Schaltelement 8 gekoppelt, d. h. insbesondere bewegungsgekoppelt. Das erste Kopplungselement 14 kann als Schaltstange ausgebildet sein, welche, wie in den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen exemplarisch angedeutet, über einen als Schaltgabel zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden radialen Fortsatz 15 mit einem entlang der durch den Pfeil P1 angedeuteten Bewegungsachse axial bewegbaren Abtriebselements in Form des Auslegers 16 der ersten Antriebseinrichtung 13 gekoppelt ist. Axiale Bewegungen des Auslegers 16 bedingen aufgrund der beschriebenen Kopplung sonach axiale Bewegungen des ersten Kopplungselements 14, welche in entsprechenden axialen Bewegungen des ersten Schaltelements 8 resultieren.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist eine dem zweiten Zahnrad 4 zuordenbare oder zugeordnete erste Schalteinrichtung 17. Die zweite Schalteinrichtung 17 dient zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrads 4 mit der Getriebewelle 2 und ist hierfür entsprechend eingerichtet. Die zweite Schalteinrichtung 17 umfasst ein axial bewegbar gelagertes zweites Schaltelement 18, welches z. B. als Schaltklaue ausgebildet ist.
Das zweite Schaltelement 18 ist zwischen einer in 4 gezeigten ersten Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das zweite Schaltelement 18 zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des zweiten Zahnrads 4 mit der Getriebewelle 2 in einer Wirkverbindung mit dem zweiten Zahnrad 4 steht, d. h. insbesondere in das zweite Zahnrad 4 respektive einen axialen Fortsatz 19 des zweiten Zahnrads 4 eingreift, und einer in 1 gezeigten zweiten Schaltelementstellung (Nichteingriffs- oder Neutralstellung), in welcher das zweite Schaltelement 18 nicht in einer Wirkverbindung mit dem zweiten Zahnrad 4 steht, insbesondere nicht in das zweite Zahnrad 4 respektive den axialen Fortsatz 19 eingreift, bewegbar gelagert.
Ferner ist das zweite Schaltelement 18 zusätzlich in eine in 5 gezeigte dritte Schaltelementstellung (Eingriffsstellung), in welcher das zweite Schaltelement 18 in einer Wirkverbindung mit dem vierten Zahnrad 6 steht, insbesondere in das vierte Zahnrad 6 respektive einen axialen Fortsatz 20 des vierten Zahnrads 6 eingreift, bewegbar gelagert.
Das zweite Schaltelement 18 ist sonach in die in 4 gezeigte erste Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement 18, insbesondere ausschließlich, mit dem zweiten Zahnrad 4 zusammenwirkt, in die in 1 gezeigte zweite Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement 18 weder mit dem zweiten Zahnrad 4 noch mit dem vierten Zahnrad 6 zusammenwirkt, und in die in 5 gezeigte dritte Schaltelementstellung, in welcher das zweite Schaltelement 18, insbesondere ausschließlich, mit dem vierten Zahnrad 6 zusammenwirkt, bewegbar.
Anhand der Fig. ist ersichtlich, dass sich die zweite Schaltelementstellung des zweiten Schaltelements 18 zwischen der ersten Schaltelementstellung und der dritten Schaltelementstellung befindet.
Ein weiterer Bestandteil der Getriebeeinrichtung 1 ist eine der zweiten Schalteinrichtung 17 zugeordnete, über ein hardware- und/oder softwaremäßig implementiertes Steuergerät 12 steuerbare zweite Antriebseinrichtung 21. Die zweite Antriebseinrichtung 21 dient zur Erzeugung einer das zweite Schaltelement 18 in eine Bewegung - hierbei handelt es sich um eine axiale Bewegung bezüglich der Symmetrie- bzw. Zentralachse der Getriebewelle 2 - versetzenden Antriebskraft und ist hierfür entsprechend eingerichtet. Die zweite Antriebseinrichtung 21 kann z. B. als elektrische Maschine, d. h. insbesondere als Elektromotor, gegebenenfalls als elektrischer Linearmotor, ausgebildet sein. Ersichtlich ist die zweite Antriebseinrichtung 21 über ein zweites Kopplungselement 22 mit dem zweiten Schaltelement 18 gekoppelt, d. h. insbesondere bewegungsgekoppelt. Das zweite Kopplungselement 22 kann als Schaltstange ausgebildet sein, welche, wie in den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen exemplarisch angedeutet, über einen als Schaltgabel zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden radialen Fortsatz 23 mit einem entlang der durch den Pfeil P2 angedeuteten Bewegungsachse axial bewegbaren Abtriebselements in Form des Auslegers 24 der zweiten Antriebseinrichtung 21 gekoppelt ist. Axiale Bewegungen des Auslegers 24 bedingen aufgrund der beschriebenen Kopplung sonach axiale Bewegungen des zweiten Kopplungselements 22, welche in entsprechenden axialen Bewegungen des zweiten Schaltelements 18 resultieren.
Ersichtlich sind die Kopplungselemente 14, 22 in den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen innerhalb der als Hohlwelle ausgeführten Getriebewelle 2 angeordnet. Die Kopplungselemente 14, 22 sind dabei koaxial angeordnet.
Das zweite Kopplungselement 22 ist in den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen als ein einen Hohlraum zur Aufnahme und/oder Durchführung des ersten Kopplungselements 14 aufweisender Hohlkörper, insbesondere als Hohlwelle, ausgebildet, sodass das erste Kopplungselement 14 zumindest abschnittsweise innerhalb des zweiten Kopplungselements 22 gelagert ist.
Die beiden Kopplungselemente 14, 22 sind unabhängig voneinander bewegbar. Mithin können Bewegungen des ersten Kopplungselements 14 unabhängig von Bewegungen des zweiten Kopplungselements 22, oder umgekehrt, durchgeführt werden. Analoges gilt entsprechend für durch Bewegungen der jeweiligen Kopplungselemente 14, 22 herbeigeführte Bewegungen der jeweiligen Schaltelemente 8, 18.
Die erste Antriebseinrichtung 13 - Analoges gilt für die zweite Antriebseinrichtung 17 - ist eingerichtet, die Bewegung des ersten Schaltelements 8 in die erste Schaltelementstellung bzw. in Richtung der ersten Schaltelementstellung derart zu regeln und/oder steuern, dass das erste Schaltelement 8, insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des ersten Schaltelements 8 mit dem ersten und/oder dritten Zahnrad 3, 5 mit einer unterhalb einer über die erste Antriebseinrichtung 13 erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist. Derart ist die Gefahr eines Verklemmens des ersten Schaltelements 8 mit dem ersten und/oder dritten Zahnrad 3, 5 und eine damit einhergehende Beeinträchtigung bzw. Blockierung eines Schaltvorgangs unterbunden bzw. zumindest reduziert. Dies begründet sich dadurch, dass Situationen, in welchen das erste Schaltelement 8 respektive ein diesem zugehöriger Wirkabschnitt, d. h. z. B. der erwähnte klauenartige bzw. -förmige Vorsprung, mit maximaler Geschwindigkeit neben einen hierfür zahnradseitigen Aufnahmeabschnitt trifft, was regelmäßig mit der Gefahr eines entsprechenden Verklemmens einhergeht, unterbunden sind.
Die maximale über die erste Antriebseinrichtung 13 realisierbare Geschwindigkeit des ersten Schaltelements 8 hängt mit der über die erste Antriebseinrichtung 13 erzeugbaren maximalen Antriebskraft bzw. des über diese maximal erzeugbaren Antriebsmoments zusammen, welche wiederum von der konkreten Konfiguration, d. h. insbesondere der Leistung bzw. Leistungsaufnahme, der ersten Antriebseinrichtung 13 abhängt.
Wie erwähnt, erfolgt der Betrieb der ersten Antriebseinrichtung 13 auf Grundlage einer Steuerung bzw. Regelung durch das der ersten Antriebseinrichtung 13 zugeordnete erste Steuergerät 13. Das der ersten Antriebseinrichtung 13 zugeordnete erste Steuergerät 11 ist sonach eingerichtet, den Betrieb der ersten Antriebseinrichtung 13 derart zu steuern, dass das erste Schaltelement 8 z. B. bei einer Bewegung in die erste und/oder dritte Schaltelementstellung bzw. in Richtung der ersten Schaltelementstellung in dem Kontaktbereich des ersten Schaltelements 8 mit dem ersten und/oder dritten Zahnrad 3, 5 mit einer unterhalb der über die erste Antriebseinrichtung 13 erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Die erste Antriebseinrichtung 13 kann dabei eingerichtet sein, die Bewegung des ersten Schaltelements 8, insbesondere bei einer Bewegung in die erste und/oder dritte Schaltelementstellung, in dem Kontaktbereich, gemäß einem vordefinierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil aus- bzw. durchzuführen. Das der ersten Antriebseinrichtung 13 zugeordnete erste Steuergerät kann sonach eingerichtet sein, die Bewegung des ersten Schaltelements 8, insbesondere bei einer Bewegung in die erste und/oder dritte Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich, gemäß einem vordefinierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil zu steuern bzw. zu regeln.
Über das „Layout“ des Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils, d. h. den konkreten durch das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil beschriebenen orts- und und/oder zeitabhängigen Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsverlauf, kann sonach eine, insbesondere im Hinblick auf Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit, optimierte Bewegung des ersten Schaltelements 8 realisiert werden. Das Layout des Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils kann variabel gestaltet sein, sodass z. B. in unterschiedlichen Fahrbetriebsmodi eines mit der Getriebeeinrichtung 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs, d. h. z. B. Leistungs- oder Verbrauchsoptimierten Betriebsmodi, der Steuerung bzw. Regelung des Betriebs der ersten Antriebseinrichtung 13 unterschiedliche Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofils zugrunde gelegt werden können.
6 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Geschwindigkeitsprofils gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die weiteren Ausführungen im Zusammenhang mit den in 6 gezeigten Geschwindigkeitsprofil gelten für ein Beschleunigungsprofil analog.
6 zeigt, dass das Geschwindigkeitsprofil 25 mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen kann, welche jeweils eine bestimmte Geschwindigkeit bzw. einen bestimmten Geschwindigkeitsverlauf abbilden.
Anhand von 6 ist ersichtlich, dass das Geschwindigkeitsprofil mehrere Abschnitte 25.1 - 25n, welche einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Geschwindigkeit von einem ersten Geschwindigkeitswert auf einen zweiten Geschwindigkeitswert oder einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Geschwindigkeit von einem ersten Geschwindigkeitswert auf einen zweiten Geschwindigkeitswert abbilden, aufweisen kann.
Anhand von 6 ist ferner ersichtlich, dass das Geschwindigkeitsprofil ein oder mehrere Abschnitte, welche einen konstanten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsverlaufs abbilden, aufweisen kann.
Gemäß dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel des Geschwindigkeitsprofils 25 (aufgetragen ist die Geschwindigkeit gegen die Zeit) bildet ein erster Abschnitt 25.1 einen rampenartigen linearen Anstieg der Geschwindigkeit ausgehend von einer Startgeschwindigkeit - hier beispielhaft 0 m/s - auf einen oberhalb der Startgeschwindigkeit liegenden ersten Geschwindigkeitswert ab. Ein direkt auf den ersten Abschnitt 25.1 folgender zweiter Abschnitt 25 bildet einen konstanten Verlauf der Geschwindigkeit auf dem ersten Geschwindigkeitswert ab. Ein direkt auf den zweiten Abschnitt 25 folgender dritter Abschnitt 25 bildet einen rampenartigen linearen Abfall der Geschwindigkeit ausgehend von dem ersten Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des ersten Geschwindigkeitswerts, jedoch oberhalb der Startgeschwindigkeit liegenden zweiten Geschwindigkeitswert ab. Ein direkt auf den dritten Abschnitt 25 folgender vierter Abschnitt 25 bildet einen konstanten Verlauf der Geschwindigkeit auf dem zweiten Geschwindigkeitswert ab. Ein direkt auf den vierten Abschnitt 25 folgender fünfter Abschnitt 25 bildet einen rampenartigen linearen Anstieg der Geschwindigkeit ausgehend von dem zweiten Geschwindigkeitswert auf einen oberhalb des zweiten Geschwindigkeitswert, jedoch unterhalb des ersten Geschwindigkeitswerts liegenden dritten Geschwindigkeitswert ab. Ein direkt auf den fünften Abschnitt 25 folgender sechster Abschnitt 25 bildet einen konstanten Verlauf der Geschwindigkeit auf dem dritten Geschwindigkeitswert ab. Ein direkt auf den sechsten Abschnitt 25 folgender siebter Abschnitt 25 bildet einen rampenartigen linearen Abfall der Geschwindigkeit ausgehend von dem dritten Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des dritten Geschwindigkeitswerts liegenden vierten Geschwindigkeitswert, insbesondere auf die Startgeschwindigkeit, ab.
Anhand von 6 ist ferner ersichtlich, dass das Geschwindigkeitsprofil 25 einen direkt auf den siebten Abschnitt 25 folgenden achten Abschnitt 25 aufweisen kann, welcher einen rampenartigen linearen Abfall der Geschwindigkeit ausgehend von dem vierten Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des vierten Geschwindigkeitswerts, insbesondere unterhalb der Startgeschwindigkeit, liegenden fünften Geschwindigkeitswert, abbildet. Der achte Abschnitt 25 kann einem Entlasten des ersten Schaltelements 8 in einer Anschlagposition ermöglichen.
Schließlich ist anhand von 6 ersichtlich, dass das Geschwindigkeitsprofil 25 ferner einen direkt auf den achten Abschnitt 25 folgenden neunten Abschnitt 25 aufweisen kann, welcher einen rampenartigen linearen Anstieg der Geschwindigkeit ausgehend von dem fünften Geschwindigkeitswert auf einen oberhalb des fünften Geschwindigkeitswerts liegenden sechsten Geschwindigkeitswert, insbesondere auf die Startgeschwindigkeit, abbildet.
Ersichtlich entspricht der erste Geschwindigkeitswert in dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der Maximalgeschwindigkeit
Ersichtlich erfolgt die Bewegung des ersten Schaltelements 8 in dem Kontaktbereich des ersten Schaltelements 8 mit dem ersten und/oder dritten Zahnrad 3, 5 in dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel in dem vierten Abschnitt 25.
Sämtliche vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der gesteuerten bzw. geregelten Bewegung des ersten Schaltelements 8 gelten analog für das zweite Schaltelement 18.
Mit der Getriebeeinrichtung 1 lässt sich ein Verfahren zum Betrieb einer Getriebeeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug implementieren.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegung eines Schaltelements 8, 18 derart geregelt und/oder gesteuert wird, dass das Schaltelement 8, 18, insbesondere bei einer Bewegung in eine entsprechende erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements 8, 18 mit einem Zahnrad 3 - 6 mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung 13, 21 erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt wird.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeeinrichtung
2: Getriebewelle
3: Zahnrad
4: Zahnrad
5: Zahnrad
6: Zahnrad
7: erste Schalteinrichtung
8: erstes Schaltelement
9: axialer Fortsatz
10: axialer Fortsatz
11: Steuergerät
12: Steuergerät
13: erste Antriebseinrichtung
14: erstes Kopplungselement
15: radialer Fortsatz
16: Ausleger
17: zweite Schalteinrichtung
18: zweites Schaltelement
19: axialer Fortsatz
20: axialer Fortsatz
21: zweite Antriebseinrichtung
22: zweites Kopplungselement
23: radialer Fortsatz
24: Ausleger
25: Beschleunigungsprofil
25.1: - .n Abschnitt

Claims

Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - wenigstens ein auf einer Getriebewelle (2) angeordnetes, einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang der Getriebeeinrichtung (1) zugeordnetes Zahnrad (3), - wenigstens eine dem Zahnrad (3) zugeordnete Schalteinrichtung (7) zur bedarfsweisen Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads (3) mit der Getriebewelle (2), wobei die Schalteinrichtung (7) wenigstens ein Schaltelement (8) aufweist, welches zwischen einer ersten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement (8) zur Herstellung einer drehfesten Verbindung des Zahnrads (3) mit der Getriebewelle (2) in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad (3) steht, und einer zweiten Schaltelementstellung, in welcher das Schaltelement (8) nicht in einer Wirkverbindung mit dem Zahnrad (3) steht, bewegbar gelagert ist, - wenigstens eine der Schalteinrichtung (7) zugeordnete Antriebseinrichtung (13) zur Erzeugung einer das Schaltelement (8) in eine Bewegung versetzenden Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) eingerichtet ist, die Bewegung des Schaltelements (8) derart zu regeln und/oder steuern, dass das Schaltelement (8), insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements (8) mit dem Zahnrad (3) mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung (13) erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) eingerichtet ist, die Bewegung des Schaltelements (8), insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich, gemäß einem vordefinierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil (25) durchführen.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil (25) mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte (25.1 - 25.n) aufweist, welche jeweils eine bestimmte Beschleunigung und/oder eine bestimmte Geschwindigkeit oder einen bestimmten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsverlauf abbilden.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil (25) ein oder mehrere Abschnitte (25.1 - 25.n), welche einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung oder Geschwindigkeit von einem ersten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert auf einen zweiten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert oder einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung oder Geschwindigkeit von einem ersten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert auf einen zweiten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert abbilden, aufweist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil (25) ein oder mehrere Abschnitte, welche einen konstanten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsverlaufs abbilden, aufweist.
Getriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (25.1) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung oder Geschwindigkeit ausgehend von einer Startbeschleunigung oder - geschwindigkeit auf einen oberhalb der Startbeschleunigung oder -geschwindigkeit liegenden ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbildet, ein, insbesondere direkt, auf den ersten Abschnitt (25.1) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) folgender zweiter Abschnitt (25.2) einen konstanten Verlauf der Beschleunigung oder Geschwindigkeit auf dem ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbildet, ein, insbesondere direkt, auf den zweiten Abschnitt (25.2) folgender dritter Abschnitt (25.3) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung oder Geschwindigkeit ausgehend von dem ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts, jedoch oberhalb der Startbeschleunigung oder -geschwindigkeit liegenden zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbildet, ein, insbesondere direkt, auf den dritten Abschnitt (25.3) folgender vierter Abschnitt (25.4) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) einen konstanten Verlauf der Beschleunigung oder Geschwindigkeit auf dem zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbildet, ein, insbesondere direkt, auf den vierten Abschnitt (25.4) folgender fünfter Abschnitt (25.5) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung oder Geschwindigkeit ausgehend von dem zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen oberhalb des zweiten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, jedoch unterhalb des ersten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts liegenden dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbildet, ein, insbesondere direkt, auf den fünften Abschnitt (25.5) folgender sechster Abschnitt (25.6) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) einen konstanten Verlauf der Beschleunigung oder Geschwindigkeit auf dem dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert abbildet, ein, insbesondere direkt, auf den sechsten Abschnitt (25.6) folgender siebter Abschnitt (25.7) des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofils (25) einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung oder Geschwindigkeit ausgehend von dem dritten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des dritten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts liegenden vierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, insbesondere auf die Startbeschleunigung oder -geschwindigkeit, abbildet.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen, insbesondere direkt, auf den siebten Abschnitt (25.7) folgender achten Abschnitt (25.8), welcher einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Abfall der Beschleunigung oder Geschwindigkeit ausgehend von dem vierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen unterhalb des vierten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts, insbesondere unterhalb der Startbeschleunigung oder - geschwindigkeit, liegenden fünften Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, abbildet.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen, insbesondere direkt, auf den achten Abschnitt (25.8) folgender neunter Abschnitt (25.9), welcher einen, insbesondere rampenartigen, gegebenenfalls linearen, Anstieg der Beschleunigung oder Geschwindigkeit ausgehend von dem fünften Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert auf einen oberhalb des fünften Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswerts liegenden sechsten Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitswert, insbesondere auf die Startbeschleunigung oder - geschwindigkeit, abbildet.
Getriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Geschwindigkeitswert der Maximalgeschwindigkeit entspricht.
Getriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Schaltelements (8) in dem Kontaktbereich des Schaltelements (8) mit dem Zahnrad (3) in dem vierten Abschnitt (25.4) erfolgt.
Getriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Startgeschwindigkeit 0 m/s entspricht.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) als eine elektrische oder elektrohydraulische oder hydraulische Antriebseinrichtung ausgebildet ist.
Antriebseinrichtung (13) für eine Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Getriebeeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) eingerichtet ist, die Bewegung eines Schaltelements (8) derart zu regeln und/oder steuern, dass das Schaltelement (8), insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements (8) mit dem Zahnrad (3) mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung (13) erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Steuereinrichtung (11) für eine Antriebseinrichtung (13) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung (13) derart zu regeln und/oder zu steuern, dass das Schaltelement (8), insbesondere bei einer Bewegung in die erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements (8) mit dem Zahnrad (3) mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung (13) erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegbar oder bewegt ist.
Verfahren zum Betrieb einer Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Getriebeeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung eines Schaltelements (8) derart geregelt und/oder gesteuert wird, dass das Schaltelement (8), insbesondere bei einer Bewegung in eine entsprechende erste Schaltelementstellung, in einem Kontaktbereich des Schaltelements (8) mit dem Zahnrad (3) mit einer unterhalb einer über die Antriebseinrichtung (13) erzeugbaren maximalen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt wird.