DE112016005065T5

DE112016005065T5 - Verfahren zum Gangschalten in einem Getriebe, ein Getriebe und ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112016005065T5
Application number: DE112016005065.8T
Authority: DE
Inventors: Tomas Selling; Peer Norberg
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2018-07-12
Also published as: SE1551562A1; SE540246C2; WO2017095296A1

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Gangschalten in einem Getriebe (6). Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte des: a) Synchronisierens der Geschwindigkeit zwischen den Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36) in dem ersten Planetengetriebe (24) und in Angriff Bringen von mindestens zwei der Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36) aneinander durch ein erstes Kopplungselement (38), b) Erzeugens eines Drehmomentgleichgewichtes zwischen dem Getriebe (6) und der Kardanwelle (10) und Trennen des Getriebes (6) von der Kardanwelle (10) durch ein drittes Kopplungselement (80), c) Verlangsamen der Antriebswelle (18) und der Drehmomentübertragungselemente (20, 22, 70, 72, 74, 78), die mit der Antriebswelle (18) verbunden sind, bis zu einem Stillstandzustand, d) Schaltens von mindestens einem Gang in dem Getriebe (6) und e) in Angriff Bringens des Getriebes (6) und der Kardanwelle (10) durch das dritte Kopplungselement (80). Die Erfindung umfasst auch ein Getriebe (6), das mittels eines solchen Verfahrens gesteuert wird, und ein Fahrzeug (1), das ein solches Getriebe (6) umfasst. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogramm (P) und ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen des Verfahrens.

Description

HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gangschalten in einem Getriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft auch ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15, das mittels eines solchen Verfahrens gesteuert wird. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16, das ein solches Getriebe umfasst.
Fahrzeuge, insbesondere Schwerlastfahrzeuge, wie zum Beispiel Lastwagen, sind in der Regel mit einem Getriebe ausgestattet, das mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, wobei das Getriebe automatisch, manuell oder eine Kombination davon sein kann. In einem automatisierten Handschaltgetriebe, einem so genannten AMT-Getriebe, wird das Getriebe von einer elektronischen Steuervorrichtung gesteuert. Ein solches Getriebe kann mit einer Hauptgetriebevorrichtung ausgestattet sein, die eine Hauptwelle umfasst. Eine Vorlegewelle ist parallel zu der Hauptwelle angeordnet. Die Hauptquelle kann über die Vorlegewelle mit einer Antriebswelle und über eine Bereichsgetriebevorrichtung mit einer Abtriebswelle in dem Getriebe verbunden sein, wenn eine solche Bereichsgetriebevorrichtung in dem Getriebe integriert ist. Die Bereichsgetriebevorrichtung kann eine separate Vorrichtung bilden, anstatt in dem Getriebe integriert zu sein. Das Getriebe kann auch mit einer Split-Getriebevorrichtung ausgestattet sein, die zwischen der Antriebswelle und der Vorlegewelle angeordnet ist. Zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor kann auch eine elektrische Maschine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet sein. Der Verbrennungsmotor kann dem Fahrzeug zusammen mit der elektrischen Maschine als ein Hybridantrieb Energie liefern oder, als eine Alternative, kann einer des Verbrennungsmotors oder der elektrischen Maschine dem Fahrzeug Energie liefern.
Ein Bremsmechanismus kann angeordnet sein, um die Vorlegewelle in Verbindung mit dem Schalten von Gängen in dem Getriebe zu verzögern, um synchrone Drehzahlen zwischen der Vorlegewelle und der Hauptwelle zu erreichen, so dass der neue Gang ohne jegliche Unterschiede in der Drehzahl eingelegt werden kann, die zwischen denjenigen Getriebeteilen in dem Getriebe besteht, die in dem Moment, in dem der neue Gang eingelegt wird, in Angriff aneinander gebracht werden. Der Bremsmechanismus wird somit verwendet, um die Vorlegewelle in Beziehung zu der Hauptwelle in einer Phase während eines Schaltvorgangs zu verzögern, wenn sich das Hauptgetriebe in der neutralen Position befindet, während die Vorlegewelle von der Hauptwelle getrennt ist.
In Getrieben von diesem Typ sind die Synchronisierungsvorrichtungen, die konische Synchronisierungsringe und Kopplungsringe umfassen, durch Kopplungsmuffen ersetzt, die Keile umfassen, die axial verlagert werden, um an auf der Hauptwelle angeordneten Zahnrädern anzugreifen. An jedem auf der Hauptwelle angeordneten Zahnrad wird von entsprechenden Zahnradelementen angegriffen, die fest an der Vorlegewelle befestigt sind. Beim Schalten wird die Kopplungsmuffe axial verlagert, um an Kopplungszähnen einzugreifen, die an einem auswählbaren Zahnrad angeordnet sind, um das Zahnrad mit der Hauptwelle zu verbinden und es damit in Drehverriegelung zu bringen. Die Synchronisierungsvorrichtung in der Split-Getriebevorrichtung und in der Bereichsgetriebevorrichtung kann auch durch Kopplungsmuffen ersetzt werden.
Die Bereichsgetriebevorrichtung ist in der Regel zwischen der Hauptwelle und einer Kardanwelle angeordnet, die mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden ist. Die Bereichsgetriebevorrichtung ist in einem Getriebegehäuse untergebracht und umfasst eine mit der Hauptgetriebevorrichtung gekoppelte Antriebswelle, eine Abtriebswelle und zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ist ein Planetengetriebe der Bereichsgetriebevorrichtung angeordnet. Das Planetengetriebe umfasst in der Regel drei Komponenten, die relativ zueinander drehbar angeordnet sind, nämlich ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit Planetenrädern und ein Ringrad. Wenn die Anzahl der Zähne des Sonnenrades und des Ringrades bekannt sind, kann im Betrieb die relative Geschwindigkeit der drei Komponenten bestimmt werden. In einer Bereichsgetriebevorrichtung kann das Sonnenrad drehbar mit der Antriebswelle, einer Anzahl von Planetenrädern, die an dem Sonnenrad angreifen, wobei die Planetenräder drehbar an dem Planetenträger montiert sind, der fest mit der Abtriebswelle verbunden ist, und einem axial verlagerbaren Ringrad, das die Planetenräder umgibt und an diesen angreift, verbunden sein. Die Zähne des Sonnenrades, der Planetenräder und des Ringrads können spiralförmig sein, das bedeutet, sie haben einen Winkel mit einer gemeinsamen Drehachse des Sonnenrades, des Planetenträgers und des Ringrades.
Es gibt Bereichsgetriebe, in denen die Synchronisierungsvorrichtungen durch Kopplungsmuffen ersetzt sind, die Keile umfassen. Durch Steuern der Übertragung auf eine synchrone Geschwindigkeit zwischen den beiden zu montierenden Komponenten wird eine axiale Verlagerung der Kopplungsmuffe entlang der beiden Komponenten ermöglicht, um diese zu verbinden. Wenn die Komponenten getrennt werden sollen, wird die Übertragung so gesteuert, dass ein Drehmomentgleichgewicht zwischen den Komponenten entsteht, so dass die Kopplungsmuffe kein Drehmoment überträgt. Dadurch wird es möglich, die Kopplungsmuffe axial entlang den Komponenten zu bewegen, um diese voneinander zu trennen.
Das Drehmomentgleichgewicht ist ein Zustand, in dem ein Drehmoment, das auf das Ringrad wirkt, dem Produkt des Drehmoments, das auf den Planetenträger wirkt, und (1- das Übersetzungsverhältnis des Planetenrades) entspricht. Wenn zwei der Komponenten des Planetenrades, des Sonnenrades, des Ringrades oder des Planetenträgers durch eine Kopplungsmuffe miteinander gekoppelt sind, überträgt die Kopplungsmuffe kein Drehmoment zwischen den Planetengetriebeelementen, wenn ein Drehmomentgleichgewicht entsteht. Somit kann die Kopplungsmuffe leicht verlagert werden und können die Planetengetriebekomponenten getrennt werden.
Dokument DE 10 2008 001 650 bezieht sich auf einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor, eine Hauptwelle und ein Hilfsgetriebe, wie beispielsweise ein Bereichsgetriebe, umfasst, das ein Planetengetriebe umfasst, das dem Hauptgetriebe nachgeschaltet angeordnet ist. Das Bereichsgetriebe ist mit einer elektrischen Maschine, wie beispielsweise einem elektrischen Motor oder Generator, gekoppelt, die zur Synchronisierung von Gängen und Wellen beim Schalten der Gänge verwendet werden kann.
Dokument WO 2012/084331 bezieht sich auf ein Getriebe, das ein Hauptgetriebe und ein dahinter montiertes Bereichsgetriebe umfasst, das dem Hauptgetriebe nachgeschaltet angeordnet ist und als ein Planetengetriebe konstruiert ist. Eine elektrische Maschine ist mit einem weiteren Planetengetriebe verbunden, das dem Hauptgetriebe nachgeschaltet angeordnet ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Trotz diesem Stand der Technik besteht ein Bedarf, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, Gänge in einem Getriebe unter Verwendung einer geringen Energiemenge zu schalten. Es besteht auch ein Bedarf, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, Gänge in einem Getriebe in einer kurzen Zeitperiode zu schalten.
Die Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Verfahrens zum Gangschalten in einem Getriebe von dem in der Einführung definierten Typ, das es ermöglicht, Gänge in einem Getriebe unter Verwendung einer geringen Energiemenge zu schalten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das es ermöglicht, Gänge in einem Getriebe in einer kurzen Zeitperiode zu schalten.
Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren gelöst, das durch die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale gekennzeichnet ist.
Diese Aufgaben werden auch mit einem Getriebe erreicht, das durch die in Anspruch 15 dargelegten Merkmale gekennzeichnet ist.
Diese Aufgaben werden auch mit einem Fahrzeug erreicht, das durch die in Anspruch 16 dargelegten Merkmale gekennzeichnet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Synchronisieren der Geschwindigkeit zwischen den Planetengetriebekomponenten in dem ersten Planetengetriebe und in Angriff Bringen von mindestens zwei der Planetengetriebekomponenten aneinander durch ein erstes Kopplungselement,
b) Erzeugen eines Drehmomentgleichgewichtes zwischen dem Getriebe und der Kardanwelle und Trennen des Getriebes von der Kardanwelle durch ein drittes Kopplungselement,
c) Verlangsamen der Antriebswelle und der Drehmomentübertragungselemente, die mit der Antriebswelle verbunden sind, bis zu einem Stillstandzustand,
d) Schalten von mindestens einem Gang in dem Getriebe und
e) in Angriff Bringen des Getriebes und der Kardanwelle durch das dritte Kopplungselement.

Das bedeutet, dass ein Verfahren zum Gangschalten in einem Getriebe erreicht wird, das ein Gangschalten unter Verwendung einer geringen Energiemenge ermöglicht. Außerdem ermöglicht das Verfahren ein Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode. Wenn die Antriebswelle und die mit der Antriebswelle verbundenen Drehmomentübertragungselemente bis zu einem Stillstandzustand verlangsamt werden, kann das Schalten der Gänge in dem Getriebe unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden. Außerdem kann das Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode ausgeführt werden, wenn sich sämtliche drehbaren Komponenten in dem Getriebe in einem Stillstandzustand befinden. Die mit der Antriebswelle verbundenen Drehmomentübertragungselemente sind gemäß einer Ausführungsform eine Vorlegewelle, eine Hauptwelle und an diesen Wellen angeordnete Zahnräder. Außerdem sind die drehbaren Komponenten in einer Bereichsgetriebevorrichtung mit der Antriebswelle verbundene Drehmomentübertragungselemente. Die mit der Antriebswelle verbundenen Drehmomentübertragungselemente hängen jedoch von dem in dem Antriebsstrang verwendeten Typ von Getriebe ab.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren in Schritt e): Beschleunigen der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen einem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle und in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors und des ersten Planetenrades durch das zweite Kopplungselement. Wenn ein Gang in dem Getriebe geschaltet wurde, werden die Antriebswelle und eine Hauptwelle in dem Getriebe aus dem Stillstandzustand beschleunigt, so dass die Antriebswelle die gleiche Geschwindigkeit erreicht wie die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors. Wenn die Antriebswelle die gleiche Geschwindigkeit wie die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors erreicht hat, wird eine Übertragungswelle, die zwischen dem ersten Planetenrad und dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Unter Verwendung einer oder beider der elektrischen Maschinen zur Synchronisierung der Geschwindigkeit der Antriebswelle und des Verbrennungsmotors kann ein Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt g) des Steuerns der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Getriebe und der Kardanwelle und des in Angriffs Bringen des Getriebes und der Kardanwelle durch das dritte Kopplungselement. Unter Verwendung von einer oder beider der elektrischen Maschinen und/oder des Verbrennungsmotors zur Synchronisierung der Geschwindigkeit des Getriebes und der Kardanwelle kann ein Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren in Schritt e): Steuern der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Getriebe und der Kardanwelle und in Angriff Bringen des Getriebes und der Kardanwelle durch das dritte Kopplungselement. Wenn ein Gang in dem Getriebe geschaltet wurde, werden die mit der Antriebswelle verbundenen Drehmomentübertragungselemente, wie z.B. die Antriebswelle, die Vorlegewelle und auch die Hauptwelle in dem Getriebe, aus dem Stillstandzustand beschleunigt, so dass ein Planetenträger einer Bereichsgetriebevorrichtung in dem Getriebe und die Kardanwelle die gleiche Geschwindigkeit erreichen. Wenn der Planetenträger die gleiche Geschwindigkeit wie die Geschwindigkeit der Kardanwelle erreicht hat, werden das Getriebe und die Kardanwelle verbunden. Unter Verwendung von einer oder beider der elektrischen Maschinen zur Synchronisierung der Geschwindigkeit des Getriebes und der Kardanwelle kann ein Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode unter Verwendung von einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt g) des Anpassens der Geschwindigkeit der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine und/oder des Verbrennungsmotors zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle und in des Angriff Bringens des Verbrennungsmotors und des ersten Planetenrades durch das zweite Kopplungselement. Wenn die Antriebswelle die gleiche Geschwindigkeit wie die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors erreicht hat, wird eine Übertragungswelle, die zwischen dem ersten Planetenrad und dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Unter Verwendung von einer oder beider der elektrischen Maschinen zur Synchronisierung der Geschwindigkeit der Antriebswelle und des Verbrennungsmotors kann ein Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode unter Verwendung von einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren in Schritt e): das Beschleunigen der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle und das in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors und des ersten Planetenrades durch das zweite Kopplungselement und des Getriebes und der Kardanwelle durch das dritte Kopplungselement im Wesentlichen zur gleichen Zeit. Diese Ausführungsform kann nur ausgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor eine Geschwindigkeit erreicht hat, die der Geschwindigkeit der Antriebswelle entspricht, wenn das Getriebe die gleiche Geschwindigkeit hat wie die Kardanwelle. Eine solche Verbindung des Verbrennungsmotors und der Antriebswelle einerseits und des Getriebes und der Kardanwelle andererseits kann in einer kurzen Zeitperiode und unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figurenliste
Nachstehend werden als Beispiele bevorzugte Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

1 schematisch ein Fahrzeug in einer Seitenansicht, das ein durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaltetes Getriebe umfasst,
2 schematisch eine Schnittansicht eines Antriebsstrangs mit dem Getriebe, das durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaltet wird, und
3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Schalten des Getriebes gemäß der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, zum Beispiel eines Lastwagens, mit einem Antriebsstrang 2, der ein Getriebe 6 umfasst, das durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaltet wird. Der Antriebsstrang 2 umfasst auch einen Verbrennungsmotor 4, der mit dem Getriebe 6 verbunden ist, und das Getriebe 6 ist außerdem über eine Kardanwelle 10 mit Antriebsrädern 8 des Fahrzeugs 1 verbunden.
2 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Antriebsstrangs 2 mit dem Getriebe 6, das durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaltet wird. Das Getriebe 6 umfasst eine Split-Getriebevorrichtung 12, eine Hauptgetriebevorrichtung 14 und eine Bereichsgetriebevorrichtung 16. Die Split-Getriebevorrichtung 12 umfasst ein Eingangszahnrad 30e, das drehbar an einer Antriebswelle 18 angeordnet ist, und ein Split-Zahnrad 30d, das drehbar an einer Hauptwelle 20 angeordnet ist. Das Hauptgetriebevorrichtung 14 umfasst mindestens ein erstes und ein zweites Hauptzahnrad 30a-30c, die drehbar an der Hauptwelle 20 angeordnet sind. Die Bereichsgetriebevorrichtung 16 ist mit der Hauptwelle 20 und mit der Kardanwelle 10 verbunden. Die Split-Getriebevorrichtung 12 kann jedoch in dem Getriebe 6 ausgelassen sein.
Das Getriebe 6 umfasst auch eine Vorlegewelle 22, die Zahnradelemente 32a-32e umfasst, die entsprechend in Angriff an dem Eingangszahnrad 30e sind und dem Split-Zahnrad 30d und den Hauptzahnrädern 30a-30c sind.
Ein erstes Planetengetriebe 24 ist mit der Antriebswelle 18 verbunden. Das erste Planetengetriebe 24 umfasst ein erstes Ringrad 26, ein erstes Sonnenrad 28 und einen ersten Planetenträger 34, an dem mindestens ein erstes Planetenrad 36 drehbar montiert ist. Der erste Planetenträger 34 ist mit der Antriebswelle 18 verbunden. Das erste Sonnenrad 28 und der erste Planetenträger 34 können durch ein erstes Kopplungselement 38 aneinander angreifen. Das erste Kopplungselement 38 umfasst vorzugsweise eine erste axial bewegbare Muffe 40, die innen mit Keilen 42 versehen ist. Die erste axial bewegbare Muffe 40 wird axial verlagert, um in Angriff an eine Übertragungswelle 19 und den ersten Planetenträger 34 gebracht zu werden. Die Übertragungswelle 19 ist mit dem ersten Sonnenrad 28 verbunden.
Die axiale Verlagerung der ersten axial bewegbaren Muffe 40 wird mit einer Schaltgabel 44 hergestellt, die in einer Außenumfangsnut 46 in der ersten axial bewegbaren Muffe 40 angeordnet ist. Auf die Schaltgabel 44 wirkt eine Energieeinrichtung 48. Die Energieeinrichtung 48 kann ein pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Zylinder sein.
Eine erste und eine zweite elektrische Maschine 50, 52 sind so angeordnet, dass sie das erste Planetengetriebe 24 drehen und abbremsen. Die erste elektrische Maschine 50 ist an dem ersten Sonnenrad 28 angeordnet und die zweite elektrische Maschine 52 ist an dem ersten Ringrad 26 angeordnet.
Der Antriebsstrang 2 kann den Verbrennungsmotor 4 umfassen. Jedoch können die erste und die zweite elektrische Maschine 50, 52 so konstruiert sein, dass sie ausreichend Energie und Drehmoment an die Antriebsräder 8 liefern, um das Fahrzeug 1 anzutreiben. Die Energie für die erste und die zweite elektrische Maschine 50, 52 kann von einem Energiespeicher 60, wie beispielsweise einem in dem Fahrzeug 1 vorgesehenen elektrochemischen Energiespeicher oder von einem externen Energiespeicher, wie beispielsweise Kabeln oder anderen elektrisch leitenden Mitteln (nicht offenbart), in der Umgebung, in der das Fahrzeug 1 verwendet wird, bereitgestellt werden.
Der Verbrennungsmotor 4 kann mit dem ersten Sonnenrad 28 des ersten Planetengetriebes 24 durch ein zweites Kopplungselement 54 verbunden sein. Das zweite Kopplungselement 54 umfasst vorzugsweise eine zweite axial bewegbare Muffe 56, die innen mit Keilen 42 ausgestattet ist. Die zweite axial bewegbare Muffe 56 wird axial verlagert, um in Angriff an die Übertragungswelle 19 und eine Kurbelwelle 21 des Verbrennungsmotors 4 zu gelangen.
Ein Bremsmechanismus 58 kann mit der Vorlegewelle 22 verbunden sein, um die Vorlegewelle 22 beim Gangschalten in dem Getriebe 6 zu verzögern.
Die elektrischen Maschinen 50, 52 können ein Antriebsdrehmoment oder Bremsdrehmoment an der Antriebswelle 18 erzeugen. Die elektrischen Maschinen 50, 52 sind in 2 mit dem Energiespeicher 60 verbunden, der elektrische Energie an die elektrischen Maschinen 50, 52 liefert oder elektrische Energie von den elektrischen Maschinen 50, 52 erhält, wenn die elektrischen Maschinen 50, 52 ein Bremsdrehmoment an der Antriebswelle 18 erzeugen.
Die Hauptgetriebevorrichtung 14 umfasst Hauptbetätigungsgetriebemuffen 62a, 62b, die innen mit Keilen 42 ausgestattet sind. Jede Hauptgetriebemuffe 62a, 62b wird axial verlagert, um in Angriff an die Hauptzahnräder 30a-30c und das Split-Zahnrad 30d zu gelangen, die an der Hauptwelle 20 angeordnet sind. Die Hauptzahnräder 30a-30c und das Split-Zahnrad 30d können sich in Beziehung zu der Hauptwelle 20 frei drehen, wenn die Hauptgetriebe 62a, 62b die Hauptzahnräder 30a-30c und das Split-Zahnrad 30d von der Hauptwelle 20 trennen. An jedem Hauptzahnrad 30a-30c, das an der Hauptwelle 20 angeordnet ist, wird von entsprechenden Zahnradelementen 32a-32c angegriffen, die an der Vorlegewelle 22 befestigt sind. Beim Schalten wird die Hauptbetriebsgetriebemuffe 62a, 62b aus einer gelösten Position axial in eine Position in Angriff verlagert, um an Keilen 42 anzugreifen, die an einem auswählbaren Hauptzahnrad 30a-30c und dem Split-Zahnrad 30d angeordnet sind, um das Hauptzahnrad 30a-30c und das Split-Zahnrad 30d mit der Hauptwelle 20 zu verbinden und in Angriffsverriegelung damit zu bringen. Alternativ können die axial verlagerbaren Hauptgetriebe 62a, 62b auch mittels einer (nicht offenbarten) Synchronisierungseinrichtung in Angriff an das Hauptzahnrad 30a-30c und das Split-Zahnrad 30d gebracht werden.
Die Split-Getriebevorrichtung 12 umfasst eine axial verlagerbare Split-Getriebemuffe 64, die mit Keilen 42 ausgestattet ist. Die axial verlagerbare Split-Getriebemuffe 64 wird axial verlagert, um in Angriff an das Eingangszahnrad 30e und das Split-Zahnrad 30d gebracht zu werden, die auf der Antriebswelle 18 bzw. der Hauptwelle 20 angeordnet sind. Die Zahnräder 30d, 30e können sich in Beziehung zu der Antriebswelle 18 und der Hauptwelle 20 frei drehen, wenn die axial verlagerbare Split-Getriebemuffe 64 die Zahnräder 30d, 30e von der Hauptwelle 20 bzw. der Antriebswelle 18 trennt. Damit sich jedoch das Getrieberad 30d in Beziehung zu der Hauptwelle 20 frei bewegen kann, muss auch die axial verlagerbare Hauptgetriebemuffe 62b das Zahnrad 30d von der Hauptwelle 20 trennen. An den Zahnrädern 30d, 30e, die auf der Antriebswelle 18 und der Hauptwelle 20 angeordnet sind, wird von entsprechenden Zahnradelementen 32a-32e angegriffen, die an der Vorlegewelle 22 befestigt sind. Beim Schalten wird die axial verlagerbare Split-Getriebemuffe 64 axial aus einer getrennten Position in eine Position in Angriff verlagert, um an Keilen 42 anzugreifen, die an einem wählbaren Zahnrad 30d, 30e angeordnet sind, um das Eingangszahnrad 30e und das Split-Zahnrad 30d mit der Antriebswelle 18 bzw. der Hauptwelle 20 zu verbinden und in Verriegelungsdrehung damit zu bringen. Alternativ kann die axial verlagerbare Split-Getriebemuffe 64 auch mittels einer (nicht offenbarten) Synchronisierungsvorrichtung in Angriff an das Eingangszahnrad 30e und das Split-Zahnrad 30d gebracht werden. Bevorzugt werden jedoch die elektrischen Maschinen 50, 52, der Verbrennungsmotor 4 und der mit der Vorlegewelle 22 verbundene Bremsmechanismus 58 zur Synchronisierung des Getriebes 6 beim Gangschalten verwendet. Die axial verlagerbare Hauptgetriebemuffe 62b kann auch verwendet werden, um in Angriff an das Split-Zahnrad 30d gebracht zu werden, wenn das Split-Zahnrad 30d durch die axial verlagerbare Split-Getriebemuffe 64 in Angriff an die Antriebswelle 18 gelangt. Somit wird eine direkte Verbindung zwischen der Antriebswelle 18 und der Hauptwelle 20 erreicht, wobei das Übersetzungsverhältnis in der Split-Getriebevorrichtung und der Hauptgetriebevorrichtung 1:1 ist.
Die Bereichsgetriebevorrichtung 16 umfasst ein zweites Planetengetriebe 66, das einen niedrigen und einen hohen Gang hat, so dass die Schaltkapazität des Getriebes 6 in eine Position eines Niedrigbereichganges und eine Position eines Hochbereichganges unterteilt werden kann. In einer Position des ersten Ganges, die der Position des niedrigen Ganges entspricht, wird in dem zweiten Planetengetriebe 66 herunter geschaltet. In der Position des hohen Ganges ist das Übersetzungsverhältnis in dem zweiten Planetengetriebe 66 1:1. 2 zeigt die Bereichsgetriebevorrichtung 16 in der Position des ersten Ganges, die der Position des niedrigen Ganges entspricht.
Die Bereichsgetriebevorrichtung 16 ist in einem Getriebegehäuse 68 untergebracht, das das Getriebe 6 umgibt, und ist mit der Hauptwelle 20 der Hauptgetriebevorrichtung 14 verbunden. Das zweite Planetengetriebe 66 umfasst drei Hauptkomponenten, die drehbar in Beziehung zu einander angeordnet sind, nämlich ein zweites Sonnenrad 70, einen zweiten Planetenträger 72 und ein zweites Ringrad 74. Eine Anzahl von zweiten Planetenrädern 78 ist drehbar an dem zweiten Planetenträger 72 angeordnet. Wenn man die Anzahl von Zähnen 76 des zweites Sonnenrades 70 und des zweiten Ringrades 74 kennt, kann das relative Übersetzungsverhältnis der drei Komponenten bestimmt werden. Das zweite Sonnenrad 70 ist mit der Hauptwelle 20 verbunden, die sich aus der Hauptgetriebevorrichtung 14 heraus erstreckt. Die zweiten Planetenräder 78 greifen an dem zweiten Sonnenrad 70 an. Das zweite Ringrad 74 umgibt die zweiten Planetenräder 78 und greift daran an.
Ein drittes Kopplungselement 80, das eine dritte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 82 umfasst, ist vorgesehen, um den zweiten Planetenträger 72 mit einer Abtriebswelle 84 der Bereichsgetriebevorrichtung 16 zu verbinden und davon zu trennen. Die Abtriebswelle 84 ist mit der Kardanwelle 10 des Fahrzeugs 1 gekoppelt.
Ein viertes Kopplungselement 86, das eine vierte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 88 umfasst, ist in einer Position des ersten Ganges angeordnet, um das Getriebegehäuse 68 mit dem zweiten Ringrad 74 zu verbinden, und in einer Position des zweiten Ganges angeordnet, um das Getriebegehäuse 68 von dem zweiten Ringrad 74 zu trennen. Die vierte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 88 ist in der Position des ersten Ganges angeordnet, um das zweite Sonnenrad 70 von dem zweiten Planetenträger 72 zu trennen. Die vierte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 88 ist in einer Position des zweiten Ganges angeordnet, um das Sonnenrad 70 mit dem zweiten Planetenträger 72 zu verbinden.
Die dritte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 82 umfasst auf einer Innenfläche Keile 42, die vorgesehen sind, um mit entsprechenden Keilen 42 zusammenzuwirken, die auf dem zweiten Planetenträger 72 und der Abtriebswelle 84 angeordnet sind. Die entsprechenden an dem zweiten Planetenträger 72 angeordneten Keile 42 sind am Umfang eines dritten Kettenrades 90 gebildet, das an dem zweiten Planetenträger 72 montiert ist. Die entsprechenden an der Abtriebswelle 84 vorgesehenen Keile 42 sind am Umfang eines vierten Kettenrades 92 gebildet, das an der Abtriebswelle 84 montiert ist.
Die vierte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 88 umfasst auf einer Innenfläche Keile 42, die vorgesehen sind, um mit den entsprechenden Keilen 42 zusammenzuwirken, die an dem zweiten Ringrad 74 und an dem Umfang eines Vorsprungs 94 angeordnet sind, der fest mit dem Getriebegehäuse 68 verbunden ist. Die Keile 42 an der vierten axial verlagerbaren Kopplungsmuffe 88 sind auch vorgesehen, um mit entsprechenden Keilen 42 zusammenwirken, die an dem Umfang eines ersten Kettenrades 96 angeordnet sind, das auf der Hauptwelle 20 des zweiten Sonnenrades 70 montiert ist, das mit der Hauptwelle 20 in der Hauptgetriebevorrichtung 14 verbunden ist.
Die Keile 42 an der vierten axial verlagerbaren Kopplungsmuffe 88 sind auch dafür vorgesehen, mit entsprechenden Keilen 42 zusammenzuwirken, die an dem zweiten Planetenträger 72 angeordnet sind. Entsprechende Keile 42, die an dem zweiten Planetenträger 72 angeordnet sind, sind am Umfang eines zweiten Kettenrades 98 gebildet, das an dem zweiten Planetenträger 72 montiert ist.
Der niedrige Gang in der Bereichsgetriebevorrichtung 16 wird durch Verlagern der vierten axial verlagerbaren Kopplungsmuffe 88 erlangt, so dass das zweite Ringrad 74 mit dem Vorsprung 94 des Getriebegehäuses 68 verbunden ist. Der hohe Gang wird durch Verlagern der vierten axial verlagerbaren Kopplungsmuffe 88 erlangt, so dass das zweite Sonnenrad 70 mit dem zweiten Planetenträger 72 verbunden ist.
Die axiale Verlagerung der zweiten, dritten und vierten axial verlagerbaren Kopplungsmuffe 56, 82, 88 wird durch eine Energieeinrichtung (nicht gezeigt) geliefert, die der Energieeinrichtung 48 in Verbindung mit der ersten axial bewegbaren Muffe 40 entspricht.
Vorzugsweise haben die erste, zweite, dritte und vierte axial verlagerbare Kopplungsmuffe 40, 56, 82, 88 jeweils ein geringes Gewicht, was bedeutet, dass es geringen Bedarf an Energie und Kraft bedarf, um die entsprechenden Kopplungsmuffen 40, 56, 82, 88 beim Gangschalten zu verlagern. Dies ermöglicht ein schnelles Gangschalten zwischen den unterschiedlichen Gangpositionen in der Bereichsgetriebevorrichtung 16.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Schalten des Getriebes 6 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Getriebe 6 eine Antriebswelle 18 und eine Abtriebswelle 84, die mit einer Kardanwelle 10 verbunden ist; ein erstes Planetengetriebe 24 mit ersten Planetengetriebekomponenten 26, 28, 34, 36, das mit der Antriebswelle 18 verbunden ist; eine erste und eine zweite elektrische Maschine 50, 52, die vorgesehen sind, um das erste Planetengetriebe 24 zu drehen und abzubremsen; und in dem Getriebe 6 angeordnete drehbare Drehmomentübertragungselemente 20, 22, 70, 72, 74, 78 , die mit der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 84 verbunden werden können umfasst.
Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

a) Synchronisieren der Geschwindigkeit zwischen den Planetengetriebekomponenten 26, 28, 34, 36 in dem ersten Planetengetriebe 24 und in Angriff Bringen von mindestens zwei der Planetengetriebekomponenten 26, 28, 34, 36 aneinander durch ein erstes Kopplungselement 38,
b) Erzeugen eines Drehmomentgleichgewichtes zwischen dem Getriebe 6 und der Kardanwelle 10 und Trennen des Getriebes 6 von der Kardanwelle 10 durch ein drittes Kopplungselement 80,
c) Verlangsamen der Antriebswelle 18 und der Drehmomentübertragungselemente 20, 22, 70, 72, 74, 78, die mit der Antriebswelle 18 verbunden sind, bis zu einem Stillstandzustand,
d) Schalten von mindestens einem Gang in dem Getriebe 6 und
e) in Angriff Bringen des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 durch das dritte Kopplungselement 80.

Das bedeutet, dass ein Verfahren zum Gangschalten in einem Getriebe 6 erreicht wird, das ein Gangschalten unter Verwendung einer geringen Energiemenge ermöglicht. Außerdem ermöglicht das Verfahren ein Gangschalten in einem Getriebe 6 in einer kurzen Zeitperiode. Wenn die Antriebswelle 18 und die mit der Antriebswelle 18 verbundenen Drehmomentübertragungselemente 20, 22, 70, 72, 74, 78 bis zu einem Stillstandzustand verlangsamt werden, kann das Schalten der Gänge in dem Getriebe 6 unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden. Außerdem kann das Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode ausgeführt werden, wenn sich sämtliche drehbaren Komponenten in dem Getriebe 6 in einem Stillstandzustand befinden. Die mit der Antriebswelle 18 verbundenen Drehmomentübertragungselemente 20, 22, 70, 72, 74, 78 sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Vorlegewelle 22, eine Hauptwelle 20 und an diesen Wellen angeordnete Zahnräder. Außerdem sind die drehbaren Komponenten in einer Bereichsgetriebevorrichtung 16 mit der Antriebswelle 18 verbundene Drehmomentübertragungselemente 20, 22, 70, 72, 74, 78. Die mit der Antriebswelle 18 verbundenen Drehmomentübertragungselemente 20, 22, 70, 72, 74, 78 hängen jedoch von dem in dem Antriebsstrang 2 verwendeten Typ von Getriebe 6 ab.
Vorzugsweise umfassen die ersten Planetengetriebekomponenten 26, 28, 34, 36 des ersten Planetengetriebe 24 ein erstes Ringrad 26, ein erstes Sonnenrad 28 und einen ersten Planetenträger 34, an dem mindestens ein erstes Planetenrad 36 drehbar montiert ist, wobei der erste Planetenträger 34 mit der Antriebswelle 18 verbunden ist.
Bei Angriff der mindestens zwei Planetengetriebekomponenten 26, 28, 34, 36 aneinander durch das erste Kopplungselement 38 durchläuft das Drehmoment den ersten Planetenträger 34, was bedeutet, dass das erste Sonnenrad 28 und das erste Planetenrad 36 nicht von dem Drehmoment beeinflusst werden.
Vorzugsweise ist die erste elektrische Maschine 50 an dem ersten Sonnenrad 28 angeordnet und die zweite elektrische Maschine 52 an dem ersten Ringrad 26 angeordnet. Bei Anordnung der ersten elektrische Maschine 50 auf der gleichen Welle wie das erste Sonnenrad 28 und der zweiten elektrische Maschine 52 an dem ersten Ringrad 26 können die erste und die zweite elektrische Maschine 50, 52 in Paar oder individuell betätigt werden. Sie können einander auch elektrische Energie zu führen.
Bevorzugt wird in Schritt a) die Geschwindigkeit zwischen dem ersten Sonnenrad 28 und dem ersten Planetenträger 34 synchronisiert. Die Geschwindigkeit wird vorzugsweise durch die erste und/oder zweite elektrische Maschine 50, 52 synchronisiert.
Bevorzugt sind in Schritt a) die mindestens zwei der Planetengetriebekomponenten, die durch das erste Kopplungselement 38 aneinander angreifen, das erste Sonnenrad 28 und der erste Planetenträger 34. Bei Angriff der mindestens zwei Planetengetriebekomponenten aneinander durch das erste Kopplungselement 38 passiert das Drehmoment den ersten Planetenträger 34, was bedeutet, dass das erste Sonnenrad 28 und das erste Planetenrad 36 nicht von dem Drehmoment beeinflusst werden.
Bevorzugt ist eine Bereichsgetriebevorrichtung 16 zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 84 angeordnet.
Vorzugsweise umfasst die Bereichsgetriebevorrichtung 16 ein zweites Planetengetriebe 66 mit einem zweiten Ringrad 74, einem zweiten Sonnenrad 70 und einem zweiten Planetenträger 72, an dem mindestens ein zweites Planetenrad drehbar montiert ist, wobei das zweite Sonnenrad 70 mit einer Hauptwelle 20 in dem Getriebe 6 verbunden ist. Unter Verwendung einer Bereichsgetriebevorrichtung 16, die ein zweites Planetengetriebe 66 umfasst, wird die Anzahl von möglichen Gangstufen in dem Getriebe 6 erhöht oder verdoppelt.
Vorzugsweise ist der zweite Planetenträger 72 durch das dritte Kopplungselement 80 mit der Abtriebswelle 84 verbunden. Wenn der zweite Planetenträger 72 von der Abtriebswelle 84 gelöst wird, können die Komponenten in dem Getriebe 6 ohne Einfluss der Kardanwelle 10 gesteuert werden.
Vorzugsweise erzeugt nach Schritt a) und vor Schritt c) der weitere Schritt f) ein Drehmomentgleichgewicht zwischen dem ersten Planetengetriebe 24 und einem mit dem ersten Planetengetriebe 24 verbundenen Verbrennungsmotor 4 und löst den Verbrennungsmotor 4 durch ein zweites Kopplungselement 54 von dem ersten Planetengetriebe 24.
Vorzugsweise umfasst in einer ersten Ausführungsform das Verfahren den Schritt e) des Beschleunigens der ersten und/oder zweiten elektrischen Maschine 50, 52 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem ersten Planetengetriebe 24 und des in Angriff Bringens des Verbrennungsmotors 4 und des ersten Planetengetriebes 24 durch das zweite Kopplungselement 54.
Wenn ein Gang in dem Getriebe 6 geschaltet wurde, werden die Antriebswelle 18 und die Hauptwelle 20 in dem Getriebe 6 aus dem Stillstandzustand beschleunigt, so dass das erste Planetengetriebe 24 die gleiche Geschwindigkeit erreicht wie die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 4. Wenn das erste Planetengetriebe 24 die gleiche Geschwindigkeit erreicht hat wie die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 4, werden das erste Planetengetriebe 24 und der Verbrennungsmotor 4 verbunden. Unter Verwendung einer oder beider der elektrischen Maschinen 50, 52 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit des ersten Planetengetriebes 24 und des Verbrennungsmotors 4 kann das Gangschalten in einer kürzeren Zeitperiode und unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Ferner umfasst gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung das Verfahren bevorzugt:

g) das Steuern der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine 50, 52 und/oder des Verbrennungsmotors 4 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Getriebe 6 und der Kardanwelle 10 und das in Angriff Bringen des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 durch das dritte Kopplungselement 80.

Unter Verwendung von einer oder beider der elektrischen Maschinen 50, 52 und/oder des Verbrennungsmotors 4 zur Synchronisierung des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 kann ein Gangschalten in einer kurzen Zeitperiode unter Verwendung von einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Vorzugsweise umfasst in einer zweiten Ausführungsform das Verfahren den Schritt e) des Steuerns der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine 50, 52 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Getriebe 6 und der Kardanwelle 10 und des in Angriff Bringens des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 durch das dritte Kopplungselement 80.
Wenn ein Gang in dem Getriebe 6 geschaltet wurde, werden die Antriebswelle 18 und die Hauptwelle 20 in dem Getriebe 6 aus dem Stillstandzustand beschleunigt, so dass das Getriebe 6 und die Kardanwelle 10 die gleiche Geschwindigkeit erreichen. Wenn das Getriebe 6 die gleiche Geschwindigkeit erreicht hat wie die Geschwindigkeit der Kardanwelle 10, werden das Getriebe 6 und die Kardanwelle 10 verbunden. Unter Verwendung einer oder beider der elektrischen Maschinen 50, 52 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 kann das Gangschalten in einer kürzeren Zeitperiode und unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Außerdem umfasst gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung das Verfahren vorzugsweise:

g) das Anpassen der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 4 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem ersten Planetengetriebe 24 und das in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors 4 und des ersten Planetengetriebes 24 durch das zweite Kopplungselement 54.

Unter Verwendung des Verbrennungsmotors 4 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem ersten Planetengetriebe 24 und dem Verbrennungsmotor 4 kann ein Gangschalten in einer kürzeren Zeitperiode und unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Vorzugsweise umfasst in einer dritten Ausführungsform das Verfahren in Schritt e) das Beschleunigen der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine 50, 52 zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem ersten Planetengetriebe 24 und das in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors 4 und des ersten Planetengetriebes 24 durch das zweite Kopplungselement 54 und des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 durch das dritte Kopplungselement 80 im Wesentlichen zur gleichen Zeit.
Diese Ausführungsform kann nur ausgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor 4 eine Geschwindigkeit erreicht hat, die der Geschwindigkeit des ersten Planetengetriebes 24 entspricht, wenn das Getriebe 6 die gleiche Geschwindigkeit hat wie die Kardanwelle 10. Eine solche Verbindung des Verbrennungsmotors 4 und des Planetengetriebes 24 einerseits und des Getriebes 6 und der Kardanwelle 10 andererseits kann in einer kurzen Zeitperiode und unter Verwendung einer geringen Energiemenge ausgeführt werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogramm P und ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen der Verfahrensschritte. Das Computerprogramm P steuert das Gangschalten in dem Getriebe 6, wobei das Computerprogramm P einen Programmcode umfasst, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit 100 oder ein mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbundener Computer 104 die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung, wie hierin erwähnt, ausführt, wenn das Computerprogramm P auf der elektronischen Steuereinheit 100 oder auf einem mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbundenen Computer 104 ausgeführt wird.
Positionsdetektoren 106, die in dem Getriebe 6 angeordnet sind, sind mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbunden. Die Positionsdetektoren 106 stellen der elektronischen Steuereinheit 100 Information über die axiale Position von entsprechenden axial verlagerbaren Kopplungsmuffen 40, 56, 82, 88 bereit.
Das Computerprogramm P umfasst einen Programmcode, der durch eine elektronische Steuereinheit 100 oder einen mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbundenen Computer 104 in einem Medium gespeichert wird, um die Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung wie hierin erwähnt auszuführen, wenn das Computerprogramm P auf der elektronischen Steuereinheit 100 oder einem mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbundenen Computer 104 ausgeführt wird. Alternativ kann das Computerprogramm P direkt in einem internen Speicher M in der elektronischen Steuereinheit 100 oder in einem mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbundenen Computer 104 gespeichert werden, der ein Computerprogramm P zur Ausführung der Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, wenn das Computerprogramm P auf der elektronischen Steuereinheit 100 oder einem mit der elektronischen Steuereinheit 100 verbundenen Computer 104 ausgeführt wird.
Die vorstehend dargelegten Komponenten und Merkmale können innerhalb des Rahmens der Erfindung zwischen den verschiedenen dargestellten Ausführungen kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008001650 [0008]
WO 2012/084331 [0009]

Claims

Verfahren zum Gangschalten in einem Getriebe (6), das eine Antriebswelle (18) und eine Abtriebswelle (84), die mit einer Kardanwelle (10) verbunden ist; ein erstes Planetengetriebe (24), mit ersten Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36), das mit der Antriebswelle (18) verbunden ist; eine erste und eine zweite elektrische Maschine (50, 52), die vorgesehen sind, um das erste Planetengetriebe (24) zu drehen und abzubremsen; und drehbare in dem Getriebe (6) angeordnete Drehmomentübertragungselemente (20, 22, 70, 72, 74, 78), die mit der Antriebswelle (18) und der Abtriebswelle (84) verbunden werden können, umfasst; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Synchronisieren der Geschwindigkeit zwischen den Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36) in dem ersten Planetengetriebe (24) und in Angriff Bringen von mindestens zwei der Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36) aneinander durch ein erstes Kopplungselement (38), b) Erzeugen eines Drehmomentgleichgewichtes zwischen dem Getriebe (6) und der Kardanwelle (10) und Trennen des Getriebes (6) von der Kardanwelle (10) durch ein drittes Kopplungselement (80), c) Verlangsamen der Antriebswelle (18) und der Drehmomentübertragungselemente (20, 22, 70, 72, 74, 78), die mit der Antriebswelle (18) verbunden sind, bis zu einem Stillstandzustand, d) Schalten von mindestens einem Gang in dem Getriebe (6) und e) in Angriff Bringen des Getriebes (6) und der Kardanwelle (10) durch das dritte Kopplungselement (80).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36) des ersten Planetengetriebes (24) ein erstes Ringrad (26), ein erstes Sonnenrad (28) und einen ersten Planetenträger (34) umfassen, an dem mindestens ein erstes Planetenrad (36) drehbar montiert ist, dessen erster Planetenträger (34) mit der Antriebswelle (18) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (50) an dem ersten Sonnenrad (28) angeordnet ist und die zweite elektrische Maschine (52) an dem ersten Ringrad (26) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die Geschwindigkeit zwischen dem ersten Sonnenrad (28) und dem ersten Planetenträger (34) synchronisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die mindestens zwei der Planetengetriebekomponenten (26, 28, 34, 36), die durch das erste Kopplungselement (38) aneinander angreifen, das erste Sonnenrad (28) und der erste Planetenträger (34) sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bereichsgetriebevorrichtung (16) zwischen der Antriebswelle (18) und der Abtriebswelle (84) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereichsgetriebevorrichtung (16) ein zweites Planetengetriebe (66) mit einem zweiten Ringrad (74), einem zweiten Sonnenrad (70) und einem zweiten Planetenträger (72), an dem mindestens ein zweites Planetenrad (78) drehbar montiert ist, umfasst, wobei das zweite Sonnenrad (70) mit einer Hauptwelle (20) in dem Getriebe (6) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (72) durch das dritte Kopplungselement (80) mit der Abtriebswelle (84) verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt a) und vor Schritt b) der weitere Schritt f) ein Drehmomentgleichgewicht zwischen dem ersten Planetengetriebe (24) und einem mit dem ersten Planetengetriebe (24) verbundenen Verbrennungsmotor (4) erzeugt und den Verbrennungsmotor (4) durch ein zweites Kopplungselement (54) von dem ersten Planetengetriebe (24) trennt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) das Beschleunigen der ersten und/oder zweiten elektrischen Maschine (50, 52) zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor (4) und dem ersten Planetengetriebe (24) und das in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors (4) und des ersten Planetengetriebes (24) durch das zweite Kopplungselement (54) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des: g) Steuerns der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine (50, 52) und/oder des Verbrennungsmotors (4) zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Getriebe (6) und der Kardanwelle (10) und in Angriff Bringens des Getriebes (6) und der Kardanwelle (10) durch das dritte Kopplungselement (80).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) Steuern der ersten und/oder zweiten elektrischen Maschine (50, 52) zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Getriebe (6) und der Kardanwelle (10) und das in Angriff Bringen des Getriebes (6) und der Kardanwelle (10) durch das dritte Kopplungselement (80) ausgeführt wird.
Verfahren nach Ansprüchen 9 bis 12, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des g) Anpassens der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (4) zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor (4) und dem ersten Planetengetriebe (24) und in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors (4) und des ersten Planetengetriebes (24) durch das zweite Kopplungselement (54).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) das Beschleunigen der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine (50, 52) zur Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen dem Verbrennungsmotor (4) und dem ersten Planetengetriebe (24) und in Angriff Bringen des Verbrennungsmotors (4) und das des ersten Planetengetriebes (24) durch das zweite Kopplungselement (54) und des Getriebes (6) und der Kardanwelle (10) durch das dritte Kopplungselement (80) im Wesentlichen zur gleichen Zeit ausgeführt wird.
Getriebe (6), das eine Antriebswelle (18) und eine Abtriebswelle (84) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gesteuert wird.
Fahrzeug (1), das ein Getriebe (6) umfasst, das eine Antriebswelle (18) und eine Abtriebswelle (84) und eine erste und eine zweite elektrische Maschine (50, 52), die an der Antriebswelle (18) angeordnet sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gesteuert wird.
Computerprogramm (P) zum Steuern des Gangschaltens in einem Getriebe (6), wobei das Computerprogramm (P) einen Programmcode umfasst, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit (100) oder ein anderer mit der elektronischen Steuereinheit (100) verbundener Computer (104) die Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführt.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode umfasst, der in einem Medium gespeichert ist, das von einem Computer (104) zum Ausführen der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 14 lesbar ist, wenn der Programmcode auf einer elektronischen Steuereinheit (100) oder einem anderen mit der elektronischen Steuereinheit (100) verbundenen Computer (104) ausgeführt wird.