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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Im Stand der Technik sind Getriebe bzw. Verfahren für die Steuerung von Getrieben für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen die Getriebe eine bestimmte Anzahl von Schaltschienen aufweisen. Die Schaltschienen sind hier funktional wirksam zwischen den jeweiligen Kopplungseinheiten und den jeweiligen Aktuatoren angeordnet. Anders ausgedrückt, eine Kopplungseinheit, die vzw. als ein- und ausrückbare Schiebemuffe ausgeführt ist, und mit deren Hilfe die jeweilige Gangstufe innerhalb des Getriebes einlegbar bzw. herausnehmbar ist, wird über die Schaltschiene, die innerhalb des Getriebes bewegbar angeordnet ist, mit Hilfe des jeweiligen Aktuators betätigt, woraufhin dann die jeweilige Gangstufe entweder eingelegt bzw. herausgenommen wird. Hierbei sind im allgemeinen bestimmten Gangstufen bestimmte Schaltschienen zugeordnet.
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So ist im Stand der Technik ein entsprechendes Getriebe bekannt (
DE 102 06 561 A 1), bei dem die unterschiedlichen Schaltschienen über entsprechende Aktuatoren betätigt werden. Zusätzlich ist ein mechanisches Antriebssystem, das zwischen Aktuator und Schaltschienen zugeordnet ist, für die Schaltschienen derart vorgesehen, dass eine aktive Verhinderung des Einlegens mehr als einer Übersetzungsstufe in einem Getriebestrang realisiert ist. Die entsprechenden verschiedenen Schaltschienen werden aber immer von einem bzw. zwei Aktuatoren betätigt. Vzw. sind für das hier dargestellte Getriebe zwei Aktuatoren erforderlich. Hierbei ist zwar die Kopplung zwischen den jeweiligen Schaltschienen und dem Stellmotor, also dem jeweiligen Aktuator über das mechanische zusätzliche Antriebssystem realisiert, allerdings sind „große Lose“ in dieser Antriebskette vorhanden, so dass die „Spiele“ in der Betätigung dieser Kette zu zeitlichen Verzögerungen und auch zu langsamen und unpräzisen Stellbewegen führen, die auch zusätzlich noch zu Geräuschentwicklungen führen können. Das hier geschilderte Getriebe ist daher noch nicht optimal ausgebildet.
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Weiterhin sind im Stand der Technik Getriebe bekannt, wo eine Sperre realisiert wird, so dass eine gleichzeitige Betätigung mehrer Schaltschienen verhindert ist (
DE 103 16 444 A 1 bzw.
DE 101 38 448 A1 ). Hierbei ist die Verschiebung der entsprechenden Schaltschienen über separat vorgesehene formschlüsslich wirksame Sperrelemente verhindert.
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So ist aus der
GB 518 599 A ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit entsprechenden Schaltschienen bekannt, bei dem zwischen den Schaltschienen Kopplungselemente vorgesehen sind, die als Kipphebel ausgebildet und/oder angeordnet sind. Dadurch ist einerseits die Anzahl der Komponenten des Getriebes entsprechend erhöht, wobei bei einer entsprechenden Bewegung der Kipphebel die Geräuschkulisse bzw. die hierdurch verursachten Geräusche ebenfalls erhöht ist bzw. sind, insbesondere auch der Bauraumbedarf aufgrund der zwischen den Schaltschienen angeordneten Kipphebel entsprechend erhöht ist.
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Die im Stand der Technik bekannten Getriebe sind noch nicht optimal ausgebildet. Einerseits kann es vorkommen, dass durch eine bestimmte Schaltschiene ein bestimmter Gang im Getriebe eingelegt ist und diese Gangstufe nun nicht mehr herausgenommen werden kann, insbesondere die Schaltschiene nicht mehr in die Neutralstellung verschoben werden kann. Ursache hierfür kann bspw. ein ausgefallener Sensor oder auch ein Defekt am jeweiligen Aktuator sein. Insbesondere bei einem Doppelkupplungsgetriebe wird in einem derartigen Fall die sogenannte „Limp-Home“-Funktionalität realisiert, d. h., dass das zwei Teilgetriebe aufweisende Doppelkupplungsgetriebe nun so betrieben wird, dass das entsprechende Teilgetriebe, in dem das Auslegen der eingelegten Gangstufe nicht mehr möglich ist, entsprechend stillgelegt wird. Auf dem dann anderen - noch funktionstüchtigen - Teilgetriebe wird dann, wie mit einem automatisierten Handschaltgetriebe (ASG), allerdings mit sehr stark eingeschränktem Komfort, mit dem Doppelkupplungsgetriebe dann so weiter gefahren. In genau dieser Situation und bspw. für den Fall, dass das Fahrzeug abgeschleppt werden muss, kann jedoch an der entsprechenden Kupplung eine kritische Überdrehzahl auftreten. Ist nämlich bspw. der Aktuator der jeweiligen Schaltschiene ausgefallen, welche die erste Gangstufe oder auch den Rückwärtsgang betätigt und kann die jeweilige Schaltschiene nicht mehr in die Neutralposition verschoben werden, so wird dann die zugehörige Kupplung vom Fahrzeug angetrieben. Bei bspw. einer Abschleppgeschwindigkeit von 50 km/h oder auch mehr können kritische Drehzahlen an der Kupplungsscheibe auftreten. Unter diesen Umständen könnte insbesondere eine bereits vorgeschädigte Kupplungsscheibe bersten.
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Auch bei einer zu hohen Abschleppgeschwindigkeit können entsprechende überkritische Drehzahlen auftreten, die zu Beschädigungen an der Kupplungsscheibe führen können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Getriebe derart auszugestalten und weiterzubilden, dass dieses hinsichtlich des Schaltkomforts sowie der Akustik verbessert ist, wobei insbesondere auch die Beschädigung der Kupplung bzw. Kupplungsscheiben für den Fall, dass ein Sensor und/oder Aktuator ausgefallen ist, ohne großen Aufwand vermieden werden können.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Es sind nun zumindest eine erste und eine zweite Schaltschiene mechanisch derart ausgebildet und/oder ausgeführt, dass beim Einlegen einer der ersten Schaltschiene zugeordneten Gangstufe durch die Verschiebung der ersten Schaltschiene, die - andere - zweite Schaltschiene in die Neutralstellung verschiebbar ist. Hierdurch werden entscheidende Vorteile erzielt. Einerseits ist nun durch die entsprechende mechanische Ausbildung der jeweiligen Schaltschienen durch die Bewegung einer ersten Schaltschiene, d. h. durch die Verschiebung dieser ersten Schaltschiene eine andere, zweite Schaltschiene in die Neutralstellung verschiebbar, ohne dass hierfür ein separater Aktuator oder eine separate Ansteuerung notwendig ist. Im Endeffekt können nun die entsprechenden Schaltschienen so ausgebildet und/oder ausgeführt sein, dass eine sicher ausgelegte Steuerung der Gangstufen eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes realisierbar ist. Zwar ist vzw. für jede Schaltschiene ein separater Aktuator vorgesehen, so dass eine größte mögliche Anzahl von Freiheitsgraden bei der Ansteuerung der Gangstufen zu erzielen ist, allerdings ist durch die entsprechende mechanische Kopplung bestimmter Schaltschienen nun erreicht, dass nicht zwei Gangstufen des gleichen Teilgetriebes eines Doppelkupplungsgetriebes gleichzeitig eingelegt sind bzw. eben nicht eingelegt werden können. Vzw. sieht es das Grundprinzip der Erfindung vor, dass durch die - erste - Schaltschiene einer höheren Gangstufe des einen Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes die - zweite - Schaltschiene einer kleineren Gangstufe im anderen Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes in die Neutralstellung gezogen wird und zwar genau dann, wenn die hohe Gangstufe durch die erste Schaltschiene eingelegt wird. Insbesondere bei einem Doppelkupplungsgetriebe ist für die entsprechende Funktionalität bzw. Kopplung der jeweiligen Schaltschienen entscheidend, dass nur Schaltschienen miteinander mechanisch gekoppelt werden, die im normalen Betrieb nicht gleichzeitig eingelegt werden sollen bzw. sein sollen. Hierdurch ist ein erhöhter und sicherheitstechnisch erhöhter Schaltkomfort für das erfindungsgemäße Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe realisiert und die eingangs beschriebenen Nachteile sind vermieden.
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Es gibt nun mehrere Möglichkeiten das erfindungsgemäße Getriebe in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die in dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden soll nun eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
- 1a die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung für eine erste und eine zweite Schaltschiene jeweils in der Neutralstellung in schematischer Darstellung,
- 1b die erste und zweite Schaltschiene aus 1a mit im Getriebe eingelegter erster Gangstufe, kurz vor dem Einlegen der sechsten Gangstufe in schematischer Darstellung,
- 2a ein Ausführungsbeispiel für eine erste und zweite Schaltschiene jeweils in Neutralstellung in schematischer Darstellung, und
- 2b die erste und zweite Schaltschiene aus 2a in schematischer Darstellung mit eingelegtem Rückwärtsgang im Getriebe kurz vor dem Schalten in die fünfte Gangstufe in schematischer Darstellung.
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Für ein hier nicht im einzelnen dargestelltes Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe gelten die folgenden Ausführungen: Das Getriebe weist mehrere einlegbare und herausnehmbare Gangstufen, vzw. sechs Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe, also einen Rückwärtsgang auf. Das Einlegen und Herausnehmen der einzelnen Gangstufen wird vzw. mit Hilfe von nicht dargestellten Kopplungseinheiten realisiert, insbesondere mit Hilfe von ein- und ausrückbaren Schiebemuffen. Die Kopplungseinheiten sind über vorgesehene und teilweise dargestellte Schaltschienen und über nicht dargestellte Aktuatoren ansteuerbar. Hierbei sind bestimmte Gangstufen bestimmten Schaltschienen zugeordnet, wobei die Schaltschienen zumindest in eine eine die jeweilige Gangstufe einlegende Position und in eine Neutralstellung verschiebbar sind.
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Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für die Erfindung. Hierbei sind nur jeweils zwei Schaltschienen, nämlich eine erste Schaltschiene 1 und eine zweite Schaltschiene 2 schematisch dargestellt. Selbstverständlich sind auch noch andere hier nicht dargestellte Schaltschienen vorhanden bzw. können entsprechend vorhanden sein. Gleiches gilt für die nicht dargestellte Gehäusewandung des Getriebes bzw. für die Kopplungseinheiten und/oder Aktuatoren. Entsprechende Schaltschienen-Anordnungen und deren Wirkweise mit Kopplungseinheiten bzw. Aktuatoren sind im Stand der Technik entsprechend bekannt.
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Es sind zumindest eine erste und eine zweite Schaltschiene 1 und 2 mechanisch derart ausgebildet und/oder ausgeführt, dass beim Einlegen einer der ersten Schaltschiene 1 zugeordneten Gangstufe durch die Verschiebung der ersten Schaltschiene 1 die - andere - zweite Schaltschiene 2 in die Neutralstellung verschiebbar ist. Hierdurch ergibt sich ein hoher Schaltkomfort für ein Getriebe, insbesondere für das hier vzw. realisierte Doppelkupplungsgetriebe und die eingangs genannten Nachteile sind entsprechend verhindert.
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In der 1 ist nun das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung für die mechanische Kopplung der ersten und zweiten Schaltschiene 1 und 2 dargestellt. Die erste und zweite Schaltschiene 1 und 2 weist jeweils ein Kopplungselement 3 auf. Wie die 1a und 1b gut erkennen lassen, sind die Kopplungselemente 3 hier als Nasen 3a ausgeführt. Die Nasen 3a der jeweiligen Schaltschienen 1 und 2 greifen bei der Verschiebung der jeweiligen Schaltschienen 1 und 2 ineinander. Dies ist gut aus der 1b ersichtlich.
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Die 1a zeigt die erste Schaltschiene 1 und die zweite Schaltschiene 2 jeweils in ihrer Neutralstellung. Bei dem in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel ist der ersten Schaltschiene 1 die vierte Gangstufe und die sechste Gangstufe zugeordnet, wobei der zweiten Schaltschiene 2 die erste und die dritte Gangstufe zugeordnet sind, was durch die entsprechend in den umrandeten Kästchen vorgesehenen Ziffern dargestellt sein soll. 1b zeigt nun, dass in dieser jeweiligen Betriebssituation die erste Gangstufe im Getriebe eingelegt ist, da die zweite Schaltschiene 2 nach rechts verschoben ist. Die Nasen 3a sind nun so ausgebildet, dass beim Einlegen der sechsten Gangstufe, also beim Verschieben bzw. bei der Bewegung der ersten Schaltschiene 1 von rechts nach links sich die Nasen 3a derart berühren bzw. in Kontakt treten, so dass beim Einlegen der sechsten Gangstufe die zweite Schaltschiene 2 von rechts nach links verschoben bzw. von rechts nach links durch die erste Schaltschiene 1 mitgenommen wird. Hierbei sind die Nasen 3a, also die Kopplungselemente 3 so angeordnet, dass die zweite Schaltschiene 2 ihre Neutralstellung erreicht, kurz bevor die sechste Gangstufe mit Hilfe der ersten Schaltschiene 1 eingelegt ist. Die sechste Gangstufe wird also erst dann eingelegt, wenn die zweite Schaltschiene 2 in ihrer Neutralstellung steht. Anders ausgedrückt, sollte durch den Ausfall eines Sensors oder Aktuators die zweite Schaltschiene 2 nicht ohnehin schon bereits in der Neutralstellung stehen, so wird beim Einlegen der sechsten Gangstufe die zweite Schaltschiene 2 automatisch von der ersten Schaltschiene 1 mitgenommen und in ihre Neutralstellung verbracht, so dass die sechste Gangstufe problemlos, insbesondere in einem Doppelkupplungsgetriebe eingelegt werden kann.
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Die 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel. Wie gut zu erkennen ist, ist hier das Kopplungselement 3 mit auf den Schaltschienen 1 und 2 jeweils zusammenwirkenden Fortsätzen 4a und 4b, nämlich als Kipphebel 3b ausgeführt. Die Fortsätze 4a und 4b sind im wesentlichen stiftförmig ausgebildet. Die 2a zeigt die beiden Schaltschienen 1 und 2 in ihrer Neutralstellung. Gut zu erkennen ist auch, dass wirksam zwischen der ersten und zweiten Schaltschiene 1 und 2 der Kipphebel 3b angeordnet ist. Vzw. ist der Kipphebel 3b an einer nicht dargestellten Gehäusewandung schwenkbar angelenkt.
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Wie die 2b nunmehr zeigt, sind die Fortsätze 4a, 4b der ersten und zweiten Schaltschiene 1 und 2 mit den jeweiligen Enden des Kipphebels 3b in Kontakt bringbar. Und zwar sind diese so in Kontakt bringbar, dass - wie die 2b zeigt - wenn nun der Rückwärtsgang im Getriebe eingelegt ist, die zweite Schaltschiene 2 durch die Bewegung der ersten Schaltschiene 1 automatisch von links nach rechts verschoben wird, wenn nämlich die erste Schaltschiene 1 von rechts nach links verschoben wird, wenn nämlich hier - wie dargestellt - die fünfte Gangstufe im Getriebe eingelegt werden soll.
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Wie die 2a und 2b zeigen, sind hier der ersten Schaltschiene 1 die dritte und fünfte Gangstufe des Getriebes und der zweiten Schaltschiene 2 die zweite Gangstufe sowie die Rückwärtsgangstufe R zugeordnet.
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Die Zuordnung der einzelnen Gangstufen zu den einzelnen Schaltschienen 1 und 2 kann ganz unterschiedlich und je nach Anwendungsfall verschieden sein. Entscheidend ist, dass eine mechanische Kopplung der ersten und zweiten Schaltschiene 1 und 2 derart erfolgt, dass durch die Bewegung der einen ersten Schaltschiene 1 die zweite Schaltschiene 2 entsprechend mitbewegt wird, nämlich in ihre Neutralstellung verbracht wird. Hierbei kann eine direkte oder auch eine indirekte mechanische Kopplung der Schaltschienen 1 und 2 realisiert werden. Die Bezeichnungen „erste Schaltschiene“ und „zweite Schaltschiene“ sind zur Umterscheidung von zwei Schaltschienen gewählt und nicht beschränkend. Wie bereits eingangs erwähnt, können mehrere Schaltschienen vorgesehen sein, insbesondere weitere nicht dargestellte Schaltschienen für die in den 1 und 2 explizit nicht dargestellten übrigen Gangstufen des Getriebes.
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Vzw. ist das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben ausgeführt. Im ersten Teilgetriebe und vzw. auf der ersten Eingangswelle sind die Zahnräder für die erste, dritte und fünfte vzw. sogar noch für eine siebte Gangstufe angeordnet. Im zweiten Teilgetriebe und somit auf der zweiten Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes sind die Zahnräder für die zweite, vierte und/oder sechste Gangstufe angeordnet. Der Rückwärtsgang des Getriebes ist vzw. der zweiten Eingangswelle zugeordnet. Dies kann aber auch umgekehrt der Fall sein. Dies ist - wie bereits oben erwähnt - abhängig vom jeweiligen Anwendungsfalls bzw. der Ausführungsform des jeweiligen Doppelkupplungsgetriebes.
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Wie die 1 und 2 deutlich machen, ist also auch bei dem Ausfall eines Sensors bzw. Aktuators immer gewährleistet, dass eine entsprechende Schaltschiene durch die Bewegung einer anderen Schaltschiene, nämlich durch die entsprechende Kopplung in ihre Neutralstellung bewegt werden kann, was die eingangs beschriebenen Nachteile vermeidet. Vzw. bei einem Doppelkupplungsgetriebe kann somit mit Hilfe des Einlegens der sechsten Gangstufe die Schaltschiene für die dritte Gangstufe herausgenommen werden oder durch das Einlegen der sechsten Gangstufe die Schaltschiene für die erste Gangstufe herausgenommen, nämlich in die Neutralstellung verbracht werden. Weiterhin kann bspw. mit der Schaltschiene für die fünfte Gangstufe die Schaltschiene für die zweite Gangstufe in ihre Neutralstellung verbracht werden. Insbesondere wird aber auch mit Hilfe der Schaltschiene für die fünfte Gangstufe die Schaltschiene für die Rückwärtsgangstufe in ihre Neutralstellung verbracht.
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Die in den 1 und 2 dargestellten Kopplungselemente 3 müssen nicht unbedingt als Nase 3a bzw. als Kipphebel 3b, der vzw. mit den Fortsätzen 4 (4a, 4b) zusammenwirkt, ausgebildet sein. Denkbar sind auch bspw. Kipphebel 3b, die in Ausnehmungen der Schaltschienen eingreichen, also nicht unbedingt mit Fortsätzen zusammen wirken. Weiterhin ist auch denkbar, dass ein als Nase 3a ausgebildetes Kopplungselemente in eine entsprechende Ausnehmung einer Schaltschiene eingreift, also nicht unbedingt zwei Nasen 3a als Kopplungselemente 3 vorgesehen sein müssen. Dies alles ist abhängig vom Anwendungsfall und den hier gegebenen konstruktiven Möglichkeiten.
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Die hier dargestellten Ausführungsformen zeigen, dass einzeln betätigte Schaltschienen, hier die erste und zweite Schaltschiene 1 und 2 eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes partiell derart gekoppelt werden können, dass einzelne Schaltschienen - in definierter Kombination - andere Schaltschienen in die Neutralstellung verbringen können. Hierdurch sind die eingangs genannten Nachteile vermieden, insbesondere ist eine freie Gangwahl, sind schnelle Schaltungen und ist eine geringe Geräuschentwicklung, also ein hoher Schaltkomfort des Getriebes realisiert.
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Die übrigen - hier nicht dargestellten - Komponenten eines Doppelkupplungsgetriebes sind hydraulische Komponenten, insbesondere hydraulisch angesteuerte Aktuatoren, entsprechende Sensoren sowie ein hier nicht dargestelltes Getriebesteuergerät mit einem Mikroprozessor, das die entsprechenden Schaltabläufe innerhalb des Getriebes entsprechend realisiert. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe wird die Kopplung der einzelnen Schaltschienen vzw. nur zwischen Gangstufen angeordnet, die im normalen Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes niemals gleichzeitig eingelegt sein sollen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Schaltschiene
- 2
- zweite Schaltschiene
- 3
- Kopplungselement
- 3a
- Nase
- 3b
- Kipphebel
- 4a
- Fortsatz
- 4b
- Fortsatz
- R
- Rückwärtsgangstufe
