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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlegen bzw. Einrücken eines
Anfahr-Gangs in einem Fahrzeug-Getriebe, insbesondere einem Lastwagen-Getriebe,
von der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben Art.
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Stand der Technik
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Die
Art von Fahrzeug-Getriebe, um welche es hier geht, weist herkömmlicherweise
einen Hauptgetriebe-Abschnitt mit eingebauten unterteilten Gängen (für einen
niedertourigen Bereich beziehungsweise einen hochtourigen Bereich),
einen Kriechgang und einen synchronisierten Planetengetriebeabschnitt
(für einen
niedertourigen Bereich ("low
range") und einen
hochtourigen Bereich ("high
range")) auf. Der
Hauptgetriebe-Abschnitt umfasst üblicherweise
eine (vom Fahrzeug-Motor mittels einer Kupplung angetriebene) Eingangswelle
mit dem niedertourigen Getrieberad, eine Hauptwelle (koaxial zur Eingangswelle)
mit dem hochtourigen Getrieberad, und den benötigten Getrieberädern für die relevante Anzahl
von (beispielsweise drei) Basis-Gang-Wechseln,
eine Vorgelegewelle mit Getrieberädern für die niedertourige Gangposition
beziehungsweise hochtouriger Gangposition, Getrieberäder für andere Gangverhältnisse
und, in einer herkömmlichen
Weise, eine Rückwärtsgang-Welle
mit dem Rückwärtsgang-Getrieberad.
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Computergestützte Steuersysteme
für Getriebe
in Lastwagen-Antriebssträngen
sind bereits bekannt. Ein Beispiel, welches für ein solches Steuersystem
angeführt
werden kann, ist "Opticruise" von Scania, welches
automatische Gangwechsel ermöglicht,
aber auch manuelle Gangwechsel erlaubt, wenn der Fahrer dies wünscht. In
einem mit diesem bekannten Getriebe-Steuersystem versehenen Antriebsstrang
können
sowohl für
die Kupplung wie für das
Grundgetriebe (das Hauptgetriebe) Standard-Komponenten verwendet werden.
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Das
Opticruise-Steuersystem basiert auf (einer) kombinierten Computer-Steuerung
von Motor und Getriebe, und der Fahrer muss, um das Fahrzeug aus
dem Stand heraus in Bewegung zu setzen, oder zum genauen Manövrieren
(sogenanntes Rangieren ("marshalling")), und wenn das
Fahrzeug zum Stand abgebremst werden soll, nur die Kupplung verwenden.
Damit ein Computer-Steuern eines Motors in dieser Weise möglich ist,
muss der Motor mit einem elektronisch gesteuerten Brennstoff-Einspritz-System
versehen sein.
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Wenn
der Fahrer den Motor gestartet hat, und das Fahrzeug mittels herkömmlicher
Betätigung des
Kupplungs-Pedals in Bewegung gesetzt hat, werden die fortlaufenden
progressiven Aufwärts-Gangwechsel
(und anschließende
Abwärts-Gangwechsel)
bei jedem Gangwechsel vom System automatisch ausgeführt, wodurch
die Geschwindigkeit des Motors und des Getriebes ohne irgendeine
Verwendung der Kupplung (das heißt ohne Ausrücken der
Kupplung) oder von Synchronisiervorrichtungen angepasst wird. Der
Fahrer muss daher die Kupplung nicht noch einmal verwenden, bis
unmittelbar bevor das Fahrzeug zum Stand abgebremst wird. Bei jedem
Gangwechsel wird die Motor-Geschwindigkeit so reguliert, dass die
Geschwindigkeiten der Getriebe-Eingangswelle
und Ausgangswelle bezüglich
des speziellen Gangs, welcher eingelegt werden soll, übereinstimmen.
Wenn dies erreicht worden ist, ist der Gangwechsel bewirkt und vollendet.
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Optimale
Laufmerkmale (weiche und exakte Gangwechsel, optimale Brennstoff-Ökonomie, niedrigeres Geräusch-Niveau
und so weiter) für
das Fahrzeug und die niedrigstmögliche
Antriebsstrang-Abnutzung werden durch die verschiedenen Steuersysteme
des Fahrzeugs (wie Motor-Steuerung EDC, Anti-Drall("antispin")-System TC, Antiblockier-Bremssystem
ABS, Opticruise und, wo anwendbar, jedwede Verzögerungs-Vorrichtung) erreicht,
welche zu wechselseitiger Verbindung ausgelegt sind. Während das
Fahrzeug in Bewegung ist, werden Gangwechsel normalerweise von Opticruise
unter Verwendung von EDC bewirkt, um den Motor für den Gang, welcher als nächstes eingerückt wird,
auf synchrone Geschwindigkeit zu steuern, was daher stattfindet,
ohne dass der Fahrer das Kupplungs-Pedal verwendet. Sowohl die Geschwindigkeit
des Motors als auch sein Drehmoment werden daher auf das Niveau
eingestellt, welches das Getriebe für optimalen Betrieb benötigt. Gangwechsel
werden daher bei synchroner Geschwindigkeit bewirkt, was bedeutet,
dass die benötigten
Gangwechsel-Kräfte
klein sein werden.
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Lastwagen-Getriebe
mit einer größeren Anzahl
von Gängen
(beispielsweise Getriebe mit 14 Gängen und 16 Gängen) sind
bereits bekannt. Solche Getriebe bilden Mehrfach-Gruppen-Entwürfe.
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Der
einleitende Teil der
US-Patent-Beschreibung
6,196,944 gibt eine kurze Beschreibung davon an, wie ein
Mehrfach-Geschwindigkeits-Hauptgetriebe-Abschnitt mit einem unterteilten
Vorwärts-Gang-Abschnitt
oder einem Rückwärts/Rangiergang-Abschnitt kombiniert
werden kann.
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Ein
von der Firma Robert Bosch GmbH veröffentlichtes Handbuch mit dem
Titel "Automobil-Handbuch" ("Automotive Handbook"), dritte Auflage
(1993), nimmt auf Seite 544 Bezug auf ein Beispiel eines Lastwagen-Getriebes
mit 16 Gängen,
wobei der synchronisierte Hauptgetriebe-Abschnitt sowohl mit einem
unterteilten Gang-Abschnitt
als auch mit einem Rangiergang-Abschnitt gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 kombiniert ist.
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Ziele der Erfindung
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Da
es bei einem halbautomatischen Getriebe des oben erwähnten "Opticruise"-Typs in der Praxis
normal ist, die Synchronisiervorrichtungen in dem Hauptgetriebe-Abschnitt nicht zu
verwenden, während
das Fahrzeug in Bewegung ist, wäre
es selbstverständlich
insbesondere unter den Gesichtspunkten von Entwurf und Kosten wünschenswert,
insgesamt oder zumindest teilweise in der Lage zu sein, die Notwendigkeit
dieser Synchronisiervorrichtungen zu eliminieren. Allerdings kann
diese wünschenswerte
Vereinfachung nicht ohne weiteres bewirkt werden, da das Verwenden
eines vollständig
(oder teilweise) unsynchronisierten Hauptgetriebes zwangsläufig Probleme
nach sich zieht, insbesondere beim Einrücken des Anfahr-Gangs, da die
Vorgelegewelle dann rotiert, was (die) als "Kratzen" ("scraping") beim Gang-Einrücken bekannten
Probleme verursacht.
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Ein
primäres
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, ein neues Verfahren zum
schnellen Einrücken
des Anfahr-Gangs vorzuschlagen, welches es möglich macht, ein vollständig (oder
teilweise) unsynchronisiertes Hauptgetriebe zu verwenden, ohne (das)
Risiko von Kratzen beim Gang-Einrücken.
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Ein
weiteres Ziel ist, Teilgangwechsel möglich zu machen, ohne dass
das Hauptgetriebe vorher in eine Neutral-Position gebracht werden
muss.
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Abriss der Erfindung
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Die
obengenannten Ziele werden gemäß der Erfindung
erreicht, indem ein Verfahren angewendet wird, welches zum Einrücken des/eines
Anfahr-Gangs geeignet ist, und welches ein Einführen der Maßnahmen bedingt, die im Kennzeichnungsteil von
Anspruch 1 angegeben sind.
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Primäre unterscheidende
Merkmale des neuen Verfahrens gemäß der Erfindung sind, dass ein
Mehrfach-Gang-Hauptgetriebe, welches in einem oder mehreren seiner Gänge unsynchronisiert
ist, als der Hauptgetriebe-Abschnitt verwendet wird, und dass der
mit Synchronisiervorrichtung versehene unterteilte Gang mittels
eines Drei-Positionen-Aktuators gesteuert
wird, welcher mit dem unterteilten Gang zusammenwirkt, und mittels
dessen nicht nur eine niedertourige Gangposition oder eine hochtourige Gangposition,
sondern auch eine definierte Neutral-Position in dem unterteilten
Gang festgelegt werden kann. Wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, wird
die Kupplung getrennt (das heißt
im Falle einer Kupplung von einem manuellen Typ wird das Kupplungs-Pedal
gedrückt)
und die Gangwechselvorrichtung des Fahrzeugs wird in Neutralstellung
platziert, wodurch der unterteilte Gang auf Neutral geschaltet wird,
während
das Hauptgetriebe in einer von der Neutralstellung abweichenden
Position, das heißt
mit einem eingerückten
Gang, gehalten wird. Dies bedeutet, dass nicht nur die Vorgelegewelle,
sondern auch alle laufenden Räder
unbeweglich sein werden. Wenn das Fahrzeug das nächste Mal in Bewegung gesetzt
wird, wird die Kupplung, welche wieder eingerückt war, getrennt, und die
gewünschte
Unterteilter-Gang-Position (niedertouriger Gang oder hochtouriger
Gang) durch Betätigen
des Drei-Positionen-Aktuators angewendet, wobei die Synchronisiervorrichtung
des unterteilten Gangs dazu verwendet wird, die Getriebe-Eingangswelle
und eine mit letzterer verbundene Kupplungsscheibe abzubremsen. Die
Vorgelegewelle wird bereits unbeweglich sein. Sobald dieses Abbremsen
der Eingangswelle stattgefunden hat, kann der unterteilte Gang mit
der unbeweglichen Vorgelegewelle eingerückt werden.
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Die
Tatsache, dass die Synchronisiervorrichtung des unterteilten Gangs
zum Abbremsen der Eingangswelle verwendet wird, und die Kupplungsscheibe
machen es daher möglich,
auf die jeweiligen Synchronisier-Vorrichtungen im Hauptgetriebe
zu verzichten (mit Ausnahme der Synchronisiervorrichtung des unterteilte
Gangs), ohne dass sich Eingriff-Kratzen-Probleme beim Gang-Einrücken ergeben.
Darüber
hinaus kann der Rückwärtsgang
ebenfalls ohne Kratzen schneller eingerückt werden. Die Synchronisiervorrichtung
des unterteilten Gangs ist in allen Situationen notwendig, damit
es möglich
ist, den unterteilten Gang und das Hauptgetriebe parallel zu wechseln.
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Der
Gang kann auch schneller eingerückt werden,
da das Massen-Trägheitsmoment
aufgrund der rotierenden Teile durch die Vorgelegewelle reduziert
wird, und laufende Räder
bereits unbeweglich sind. In unsynchronisierten Getrieben ist das
Problem, dass sich die Vorgelegewelle dreht, wenn der Anfahr-Gang
eingerückt
werden soll, traditionellerweise so gelöst worden, dass eine spezielle
Vorgelegewelle-Bremse bereitgestellt wird. Die Notwendigkeit einer
solchen speziellen Vorgelegewelle-Bremse, welche den Konstruktionsaufwand
komplizierter werden lässt
und teuer ist, wird natürlich
vollständig dadurch
eliminiert, dass die Vorgelegewelle bereits unbeweglich ist, und
dass die Synchronisiervorrichtung des unterteilten Gangs verwendet
wird, um die Eingangswelle und die zugehörige Kupplungs-Scheibe abzubremsen.
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Sollte
der Fahrer auf einen anderen Anfahr-Gang zu schalten wünschen,
kann dies erfolgen, unmittelbar bevor die Synchronisiervorrichtung
des unterteilten Gangs die Kupplungs-Platte abgebremst hat. Dies
kann auch ohne Trennen der Kupplung (das heißt ohne Drücken des Kupplungs-Pedals)
erreicht werden. Wenn der Schalter des Anfahr-Gangs mit gedrückter Kupplung
betätigt
wird, nachdem der unterteilte Gang appliziert worden ist, erfolgt
dies unmittelbar im Hauptgetriebe, in der gleichen Weise, wie mit
der Unterstützung
des oben genannten Opticruise-Steuersystems. Die Tatsache, dass
es das neue Verfahren möglich
macht, ein vollständig
unsynchronisiertes Hauptgetriebe, oder ein Hauptgetriebe mit nur
einer, oder beispielsweise zwei Synchronisiervorrichtungen zu verwenden,
vermeidet alle (oder bestimmte) der Synchronisiervorrichtungen,
welche den Konstruktionsaufwand komplizierter werden lassen, Platz
beanspruchen und Kosten erhöhen.
Beispiele von Synchronisiervorrichtungs-Komponenten, welche dadurch
unnötig
werden, beinhalten Synchronringe (Synchronisier-Kegel, Sperr("latch")-Kegel und Mittel-Kegel)
mit ihren zugehörigen
Rückhalte-Elementen.
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Um
die durch die Möglichkeit,
ein herkömmliches
synchronisiertes Getriebe durch ein vollständig unsynchronisiertes Getriebe
zu ersetzen, erreichte Konstruktions-Vereinfachung exemplarisch darzustellen,
kann der folgende einfache Vergleich dienen.
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In
einem gewöhnlichen
synchronisierten Fahrzeug-Getriebe kann beispielsweise der Fall
eintreten, dass eine zwischen einem Paar laufender Räder, welche
nahe beieinander auf einer Hauptwelle angeordnet sind, angeordnete
Synchronisiervorrichtung primär
eine synchronisierende Hülse,
welche zu gemeinsamer Rotation mit der Welle mit dieser verbunden
ist, und welche ihrerseits einen Träger in Form einer synchronisierenden
Nabe umfasst, welche(r) an der Welle befestigt ist, und welche(r)
mit einer axial bewegbaren synchronisierenden Trommel versehen ist,
und einen mit Zähnen
versehenen, und zur gemeinsamen Rotation mit dem jeweiligen benachbarten
laufenden Rad verbundenen Synchronisier-Kegel, und einen zwischen
der Nabe und dem Synchronisier-Kegel angeordneten Sperr-Kegel umfasst.
Eine sogenannte einzelne Synchronisiervorrichtung dieser allgemeinen
Art benötigt
daher für
jedes benachbarte laufende Rad sowohl einen Synchronisier-Kegel
als auch einen Sperr-Kegel,
das heißt
jedes laufende Rad benötigt
zwei ringförmige synchronisierende Elemente
mit konischen Reibungs-Flächen.
Eine sogenannte doppelte Synchronisiervorrichtung benötigt darüber hinaus
einen Mittel-Kegel und einen inneren Kegel.
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Im
Gegensatz hierzu befindet sich in einem ansonsten gleichwirkenden,
aber unsynchronisierten Getriebe zwischen den zwei nahe beieinander
angeordneten laufenden Rädern
eine unsynchronisierte Gangwechsel-Hülse, welche zur gemeinsamen
Rotation mit der Welle verbunden ist, und welche eine einfache Träger-Nabe
umfasst, welche an der Welle befestigt ist, und mit einer axial
bewegbaren Schiebe-Hülse
versehen ist, und eine mit Verriegelungs-Zähnen versehene, und zur gemeinsamen
Rotation mit dem jeweiligen benachbarten laufenden Rad verbundene
Kupplungs-Scheibe.
In einem unsynchronisierten Getriebe besteht daher keine Notwendigkeit
für ein
einrückbares
laufendes Rad, synchronisierende Elemente (Synchron-Ringe) mit konischen
Reibungsflächen
aufzuweisen, was für
das vollständige
Getriebe (im Vergleich zu einem zugehörigen synchronisierten Getriebe),
eine sehr wesentliche Konstruktions-Vereinfachung bildet, welche zu
weniger Platzbedarf und geringerem Gewicht, und daher zu signifikanten
Kostenersparnissen führt.
Sie reduziert ferner das Ausmaß an
benötigter
Betätigungs-Kraft,
wodurch es möglich
wird, einfachere und kostengünstigere
Aktuatoren zu verwenden.
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Ferner
sind Weiterbildungen eines Verfahrens gemäß der Erfindung auch in den
abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es
ist daher bevorzugt, als den Hauptgetriebe-Abschnitt ein Hauptgetriebe
zu verwenden, welches in allen seiner Gänge unsynchronisiert ist. In
bestimmten Fällen
kann automatisches Einrücken
eines vorprogrammierten Anfahr-Gangs simultan mit einem Zum-Stehen-Kommen
des Fahrzeugs vorteilhaft sein. Ein solcher vorab eingerückter Anfahr-Gang
ermöglicht
es, dass das nächste
Anfahren danach sehr schnell bewirkt wird. Das Verfahren zum Einrücken des
Anfahr-Gangs ohne Kratzen kann sowohl auf Fahrzeuge mit einer gewöhnlichen,
manuell betätigten
Kupplung, als auch auf Fahrzeuge, welche mit einer automatischen
Kupplung versehen sind, angewendet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf eine schematisch aufgezeichnete
Version der Teile eines Lastwagen-Getriebes mit zugehörigem computerisiertem
Steuersystem erläutert
werden, welches primär
auf dem Anfahrgang-Einrückverfahren
gemäß der Erfindung
basiert.
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Die
Zeichnungen sind wie folgt:
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1 zeigt
schematisch Steuerungs-Mittel in einem Lastwagen-Führerhaus,
ein zugehöriges computerisiertes
Steuersystem und einen von letzterem gesteuerten Lastwagen-Motor
mit zugehörigem Getriebe.
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2 zeigt
einen longitudinalen Schnitt durch den Hauptgetriebe-Abschnitt des
Getriebes, und
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3 zeigt
sehr schematisch ein System zum Steuern eines Drei-Positionen-Aktuators, mittels welchem
der unterteilte Gang des Hauptgetriebe-Abschnitts gesteuert wird.
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Beschreibung eines Fahrzeug-Getriebes,
in welchem die Erfindung eingesetzt wird
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Der
obere Teil von 1 zeigt einen Bereich des Arbeitsbereiches
des Fahrers im Führerhaus
eines Lastwagens. Nur einige der gezeigten Steuer-Mittel sind von
primärem
Interesse zum Verständnis
des Bedienungs-Modus gemäß der vorliegenden Erfindung.
Unter diesen kann insbesondere das Kupplungs-Pedal 2, das
Bremspedal 4, das Beschleuniger-Pedal 6, die Ganganzeigevorrichtung 8 mit
Buchstaben("character")-Anzeige, der Gangwähler 10,
und der Programmwähler 12 zum
Auswählen des/eines
Normal- oder Hügel-Modus
erwähnt
werden.
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Das
betreffende Last-Fahrzeug ist mit einem computerisierten Steuersystem 14 zum
Ansteuern der (primären)
Antriebsmaschine 18 des Fahrzeugs und seines Getriebes 16 versehen,
welcher hier mit dem Fahrzeug-Motor 18, welcher ein Diesel-Motor sein
kann, verbunden gezeichnet ist. Das Steuersystem 14 kann
beispielsweise von ungefähr
dem gleichen Typ wie "Opticruise" von Scania sein.
Im Motor/Getriebe-Bereich ist die Eingangswelle des Getriebes 16 mit
Bezugszeichen 20, die Getriebe-Hauptwelle mit Bezugszeichen 22 und
eine Ausgangs-Welle (von einem Planetengetriebeabschnitt 24,
welcher von der Hauptwelle 22 angetrieben ist) mit Bezugszeichen 26 bezeichnet.
Eine mit der Getriebe-Eingangswelle 20 verbundene Kupplungs-Scheibe
ist mit Bezugszeichen 28 bezeichnet. Die Kupplungs-Scheibe
bildet ein Teil der ansonsten nicht gezeichneten Kupplung, welche
vom Fahrer mittels des Kupplungs-Pedals 2 bedient
wird.
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Die
Pfeile zwischen einerseits den Pedalen 2, 4, 6 der
Anzeigevorrichtung 8 und den Wechslern 10, 12 und
andererseits dem oberen Bereich 14' des Steuersystems 14 repräsentieren
Signal-Pfade von Sensoren, welche diesen Einheiten 2-12 zugeordnet sind.
Das Steuersystem 14 ist auch mit weiteren Einheiten verbunden,
von welchen die relevantesten in diesem Zusammenhang vielleicht
die Verzögerungs-Einheit 30,
die EDC-Einheit 32, die Abgas-Bremse 34 und die
ABS/TC Einheit 36 sind. Zwischen dem Steuersystem 14 und
dem Getriebe 16 befinden sich auch jeweilige Signal-Pfade 38, 40, 42 und 44 für Motor-Geschwindigkeit,
Gangwechsel-Betätigung, Überwachung/Rückmeldung
von Gangwechsel-Bewegungen, und der Geschwindigkeit der Ausgangs-Welle 26.
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Bezugnehmend
auf 2, welche das Getriebe 16 vergrößert zeigt,
umfasst der Hauptgetriebe-Abschnitt des Getriebes nicht nur die
Eingangswelle 20 und die Hauptwelle 22, sondern
auch eine Vorgelegewelle 46 und eine Rückwärtsgang-Welle 48.
Der Hauptgetriebe-Abschnitt umfasst ferner einen unterteilten Zwei-Geschwindigkeiten-Gang 50 mit
zugehöriger
Synchronisiervorrichtung 52. Auf der Ausgangsseite ist
der Hauptgetriebe-Abschnitt mit einem Zwei-Geschwindigkeiten-Planetengetriebeabschnitt 24 versehen,
von welchem zur Einfachheit 2 nur das
Sonnenrad 54 am hinteren Ende der Hauptwelle 22 zeigt.
Darüber
hinaus umfasst der Hauptgetriebe-Abschnitt in einer herkömmlichen Weise
eine Anzahl laufender Räder
(für die
verschiedenen Gangwechsel) auf der Hauptwelle 22, und eine
Anzahl von Getrieberädern
auf der Vorgelegewelle 46.
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Zum
Einrücken
gewünschter
laufender Räder
mit der Hauptwelle (um ein gewünschtes Gang-Verhältnis, das
heißt
den gewünschten "Gang" zu erhalten) weist
die Hauptwelle ferner Synchronisiervorrichtungen und/oder reine
Kupplungs-Vorrichtungen ohne Synchronisier-Fähigkeit auf, wie die in 2 durch
Bezugszeichen 56 und 58 angegebenen. Gemäß dem Grundprinzip
des Verfahrens zum Einrücken
des/eines Anfahr-Gangs gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das, was als der Hauptgetriebe-Abschnitt verwendet wird, ein Mehrfach-Geschwindigkeit-Hauptgetriebe,
welches in zumindest einem seiner Gänge, bevorzugter Weise in allen (oder
einer Mehrzahl) der Gänge
unsynchronisiert ist.
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Das
unterteilte Gang 50 umfasst ein auf der Welle 20 mittels
Nadellagern getragenes niedertouriges unterteiltes Getrieberad 60,
die Synchronisiervorrichtung 52, ein auf der Hauptwelle 22 mittels
Rollagern getragenes hochtouriges unterteiltes Getrieberad 62,
und ein niedertouriges unterteiltes Getrieberad 64 beziehungsweise
hochtouriges unterteiltes Getrieberad 66 auf der Vorgelegewelle 46.
Das Umschalten des unterteil ten Gangs wird mittels der gleichen
Mitwirkung des/eines Drei-Positionen-Aktuators 68 (das
heißt
einer Positionier-Vorrichtung, welche dazu verwendet werden kann,
drei verschiedene Positionen zu setzen) gesteuert, welcher dazu
verwendet werden kann, eine niedertourige Teil(gang)-Position, eine
definierte Neutral-Position und eine hochtourige Teil(gang)-Position
zu setzen. Wenn das betreffende Last-Fahrzeug zum Stillstand kommt,
wird die Kupplung getrennt, indem der Fahrer das Kupplungs-Pedal 2 drückt, und
der Gangwechsler 10 wird in seine Neutral-Position bewegt;
dann schaltet das Steuersystem 14 den unterteilten Gang 50 in
seine definierte Neutral-Position,
während
das Hauptgetriebe einen seiner Gänge
(bevorzugter Weise den zuletzt eingerückten) noch eingerückt hält, was
bedeutet, dass die Vorgelegewelle 46 und alle laufenden
Räder auf
der Hauptwelle 22 unbeweglich sein werden.
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Beim
nächsten
Anfahren danach wird die Kupplung getrennt (entweder manuell vom
Fahrer in einem Fahrzeug mit einer manuell betätigten Kupplung, oder automatisch,
wenn das Fahrzeug mit einer automatischen Kupplung versehen ist)
und die gewünschte
Position des unterteilten Gangs (niedertouriger Teil(gang) oder
hochtouriger Teil(gang)) wird vom Drei-Positionen-Aktuator 68 appliziert,
welcher in der vom Fahrer ausgewählten
und/oder von einer Steuereinheit ermittelten Teil(gang)-Position platziert wird.
Die Synchronisiervorrichtung 52 des unterteilten Gangs 50 wird
daher zum Abbremsen der Getriebe-Eingangswelle 20 verwendet,
und die Kupplungs-Platte 28 wird mit letzterer verbunden.
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3 zeigt
schematisch ein Steuersystem zum Steuern des Drei-Positionen-Aktuators, welcher in
diesem Fall durch einen einfachen Typ eines Drei-Positionen-Zylinders 68 geschildert
wird, welcher hier in axial longitudinalem Schnitt gezeigt ist. Dieser
Drei-Positionen-Zylinder umfasst ein zylindrisches Gehäuse 70 mit
Endwänden 70a und 70b.
Innerhalb des Zylinders 68 werden ein Bewegung-übertragendes
Element, welches nicht nur eine zentral angeordnete Kolbenstange 72,
welche mittels einer zentralen Öffnung
in der Endwand 70a über
das Gehäuse 70 hinausragt,
sondern auch zwei Scheiben-Kolben 74 und 76 umfasst,
welche auf der Kolbenstange 72 bewegbar getragen werden,
bewegbar getragen. An der Kolbenstange sind auch vier Verriegelungsringe 78, 80, 82 und 84 befestigt.
Die Scheiben-Kolben 74, 76 unterteilen das Gehäuse 70 in
drei Kammern, das heißt
eine Luftkammer 86 für
einen hochtourigen Teil(gang), eine Neutral-Luftkammer 88 und
eine Luftkammer 90 für
einen niedertourigen Teil(gang). 3 zeigt
das Bewegung-übertragende Element
in einer Neutral-Position, wobei die Kolben 74, 76 innerhalb
der Endwände 70a und 70b auswärts gegen
Anschlag-Hülsen 92 und 94 gedrückt werden.
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In
der Hüllen-Wand
des Gehäuses 70 befinden
sich auch drei Einlässe 100, 102 und 104 für komprimierte
Luft, um die Kammern 86, 88, 90 mit komprimierter
Luft zu versorgen. Jeder Einlass für komprimierte Luft ist mittels
einer jeweils zugehörigen
Drucksignal-Leitung mit einem Ventil-Block 106 verbunden
(welcher beispielsweise Solenoid-Ventile umfasst), welcher mittels
einer Zuführleitung 108 aus einer
Quelle komprimierter Luft mit komprimierter Luft versorgt wird.
Die Zuführung
komprimierter Luft vom Ventilblock zu den Kammern 86, 88 und 90 wird
von einer bevorzugter Weise Mikrocomputer-basierten Steuereinheit 110 gesteuert,
welche von Steuersystem 14 umfasst sein kann, oder ein
Teil von ihm bilden kann.
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Wenn
beispielsweise die Steuereinheit 110 das Zuführen komprimierter
Luft (mittels des Einlasses 104) zur Luftkammer 90 für den niedertourigen Teil(gang)
initiiert, ist das erste Resultat, dass sich der Scheiben-Kolben 76 im
Diagramm nach rechts bewegt, bis er von dem an der Kolbenstange
befestigten Verriegelungsring 82 angehalten wird, wonach die
andauernde Rechtswärts-Bewegung
des Kolbens die Kolbenstange 72 dazu veranlasst, sich nach rechts
zu bewegen, bis die Bewegung vom fixierten Verriegelungsring 80 gestoppt
wird, welcher gegen den Kolben 74 drückt, welcher seinerseits gegen
die Anschlag-Hülse 92 drückt. Die
Kolbenstange 72 hat damit ihren longitudinalen Weg (in
der Bewegungsrichtung H) zu ihrer niedertourigen Teil(gang)-Einrück-Position
vollendet. Dementsprechend kann die Kolbenstange 72 dazu
veranlasst werden, ihren longitudinalen Weg (in der Richtung V)
zur hochtourigen Teil(gang)-Einrück-Position
mittels einer zugehörigen Zufuhr
von komprimierter Luft (mittels des Einlasses 100) zur
Hochtouriger-Teil(gang)-Luftkammer 86 auszuführen.
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Wenn
das Fahrzeug zum Halten kommt, und die Kupplung dementsprechend
getrennt wird, ist es daher durch die Mitwirkung des Steuersystems 14 gleichzeitig
ebenfalls möglich,
ein automatisches Einrücken
eines vorprogrammierten Anfahr-Gangs anstelle
des zu dieser Zeit eingerückten
Gangs zu veranlassen. Solch ein automatisches Verfahren kann dazu
verwendet werden, sicherzustellen, dass die bestmöglichen
Bedingungen erzeugt werden, um zu ermöglichen, dass das anschließende nächste Anfahren
schnell bewirkt werden kann.