DE102014205276A1

DE102014205276A1 - Lastschaltgetriebe und Verfahren zum Betreiben desselben

Info

Publication number: DE102014205276A1
Application number: DE102014205276.9A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kaltenbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2015-09-24
Also published as: US9309971B2; CN204553748U; US20150267809A1; SE1550317A1

Abstract

Lastschaltgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebe (2) und mit einem dem Hauptgetriebe (2) nachgeschalteten, als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebe (3), wobei das Hauptgetriebe (2) ein erstes Teilgetriebe (6) und ein zweites Teilgetriebe (7) aufweist, mit einer ersten Hauptgetriebeeingangswelle (8) für das erste Teilgetriebe, mit einer separaten, zweiten Hauptgetriebeeingangswelle (9) für das zweite Teilgetriebe, mit mindestens einem ersten, formschlüssigen Schaltelement des ersten Teilgetriebes, mit mindestens einem zweiten, formschlüssigen Schaltelement des zweiten Teilgetriebes, mit einer der ersten Hauptgetriebeeingangswelle zugeordneten, ersten reibschlüssigen Lastschaltkupplung (K1), mit einer der zweiten Hauptgetriebeeingangswelle zugeordneten, zweiten reibschlüssigen Lastschaltkupplung (K2), und mit mindestens einer für beide Teilgetriebe gemeinsamen Hauptgetriebeausgangswelle (10), wobei das Nachschaltgetriebe (3) eine Nachschaltgetriebeeingangswelle (15) aufweist, an die über ein drittes, formschlüssiges Schaltelement (F) die oder jede Hauptgetriebeausgangswelle (10) koppelbar ist, und die an ein erstes Planetengetriebeelement (11) des Nachschaltgetriebes (3) fest angebunden ist, wobei das Nachschaltgetriebe (3) eine Nachschaltgetriebeausgangswelle (5) aufweist, die an ein zweites Planetengetriebeelement (12) des Nachschaltgetriebes (3) fest angebunden ist, wobei ein drittes Planetengetriebeelement (13) des Nachschaltgetriebes (3) über ein viertes, formschlüssiges Schaltelement (L) zur Bereitstellung einer Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) an ein Getriebegehäuse (14) oder über ein fünftes, formschlüssiges Schaltelement (H) zur Bereitstellung einer High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) an die Nachschaltgetriebeausgangswelle (5) ankoppelbar ist, und wobei die oder jede für beide Teilgetriebe (6, 7) des Hauptgetriebes (2) gemeinsame Hauptgetriebeausgangswelle (10) über ein sechstes, formschlüssiges Schaltelement (G) an das dritte Planetengetriebeelement (13) des Nachschaltgetriebes (3) koppelbar ist, welches über das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) an das Getriebegehäuse (14) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lastschaltgetriebe und Verfahren zum Betreiben desselben.
Aus der DE 10 2007 047 671 A1 ist ein Lastschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebe und einem dem Hauptgetriebe nachgeschalteten, als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebe bekannt. Das Hauptgetriebe umfasst ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe, wobei einer ersten Hauptgetriebeeingangswelle des ersten Teilgetriebes eine erste, reibschlüssige Lastschaltkupplung und einer separaten, zweiten Hauptgetriebeeingangswelle des zweiten Teilgetriebes eine zweite, reibschlüssige Lastschaltkupplung zugeordnet ist. Jedes der beiden Teilgetriebe des als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebes umfasst jeweils mindestens ein formschlüssiges Schaltelement. Für beide Teilgetriebe ist eine gemeinsame Hauptgetriebeausgangswelle vorhanden. Das als Platengetriebe ausgebildete Nachschaltgetriebe weist eine Nachschaltgetriebeeingangswelle und Nachschaltgetriebeausgangswelle auf. Die Hauptgetriebeausgangswelle ist über ein formschlüssiges Schaltelement an ein erstes Planetengetriebeelement des Nachschaltgetriebes koppelbar. Ein zweites Planetengetriebeelement des Nachschaltgetriebes ist fest an die Nachschaltgetriebeausgangswelle angebunden. Ein drittes Planetengetriebeelement des Nachschaltgetriebes ist über weitere formschlüssige Schaltelemente entweder an ein Getriebegehäuse oder an eines der beiden anderen Planetengetriebeelemente ankoppelbar.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Lastschaltgetriebe, bei welchem Schaltungen des Nachschaltgetriebes lastschaltbar sind, und Verfahren zum Betreiben desselben zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Lastschaltgetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die oder jede für beide Teilgetriebe des Hauptgetriebes gemeinsame Hauptgetriebeausgangswelle über ein sechstes, formschlüssiges Schaltelement an das dritte Planetengetriebeelement des Nachschaltgetriebes koppelbar ist, welches über das vierte, formschlüssige Schaltelement an das Getriebegehäuse koppelbar ist.
Beim erfindungsgemäßen Lastschaltgetriebe sind Schaltungen im Nachschaltgetriebe, also Wechsel von der Low-Fahrstufe in die High-Fahrstufe und umgekehrt von der High-Fahrstufe in die Low-Fahrstufe, als Lastschaltungen ausführbar. Die formschlüssigen Schaltelemente, die im Nachschaltgetriebe zur Gewährleistung der Low-Fahrstufe und der High-Fahrstufe vorhanden sind, können lastfrei eingelegt und ausgelegt werden.
Vorzugsweise ist das erste Planetengetriebeelement ein Sonnenrad, das zweite Planetengetriebeelement ein Steg und das dritte Planetengetriebeelement ein Hohlrad. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lastschaltgetriebes ist zur Gewährleistung von Lastschaltungen im Nachschaltgetriebe besonders bevorzugt.
Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Lastschaltgetriebes sind in den Patentansprüchen 3 bis 14 offenbart. Diese Verfahren kommen abhängig davon, wie der höchste Gang der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes auf den Teilgetrieben des Hauptgetriebes liegen, bevorzugt in Kombination miteinander an einem erfindungsgemäßen Lastschaltgetriebe zum Einsatz.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Schema eines erfindungsgemäßen Lastschaltgetriebes;
2 eine erste Schaltmatrix für das Lastschaltgetriebe der 1;
3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Ausführung einer Zughochschaltung am Lastschaltgetriebe der 1 und 2;
4 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Ausführung einer Zugrückschaltung am Lastschaltgetriebe der 1 und 2;
5 eine zweite Schaltmatrix für das Lastschaltgetriebe der 1;
6 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Ausführung einer Zughochschaltung am Lastschaltgetriebe der 1 und 4;
7 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Ausführung einer Zugrückschaltung am Lastschaltgetriebe der 1 und 4;
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Lastschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben desselben.
1 zeigt schematisiert ein erfindungsgemäßes Lastschaltgetriebe 1, welches ein als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildetes Hauptgetriebe 2 und ein dem Hauptgetriebe 2 nachgeschaltetes, als Planetengetriebe ausgebildetes Nachschaltgetriebe 3 umfasst.
Das Lastschaltgetriebe 1 verfügt über eine Antriebswelle 4 sowie über eine Abtriebswelle 5. An die Antriebswelle 4 ist ein Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs koppelbar. An die Abtriebswelle 5 ist ein Abtrieb des Kraftfahrzeugs koppelbar.
Das als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildete Hauptgetriebe 2 verfügt über zwei Teilgetriebe, nämlich ein erstes Teilgetriebe 6 und ein zweites Teilgetriebe 7.
Das erste Teilgetriebe 6 des als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebes 2 verfügt über eine erste Hauptgetriebeeingangswelle 8, der eine erste reibschlüssige Lastschaltkupplung K1 zugeordnet ist. Bei geschlossener erster reibschlüssiger Lastschaltkupplung K1 ist die Antriebswelle 4 an die erste Hauptgetriebeeingangswelle 8 des ersten Teilgetriebes 6 gekoppelt. Das erste Teilgetriebe 6 verfügt weiterhin über mehrere erste, formschlüssige Schaltelemente C, E, D.
Das zweite Teilgetriebe 7 des als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebes 2, welches zweite, formschlüssige Schaltelemente A und B umfasst, verfügt über eine zweite Hauptgetriebeeingangswelle 9, der eine zweite reibschlüssige Lastschaltkupplung K2 zugeordnet ist. Dann, wenn die zweite reibschlüssige Lastschaltkupplung K2 geschlossen ist, ist die Antriebswelle 4 an die zweite Hauptgetriebeeingangswelle 9 gekoppelt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Hauptgetriebeeingangswellen 8 und 9 der beiden Teilgetriebe 6 und 7 des Hauptgetriebes 2 koaxial zueinander, wobei die zweite Hauptgetriebeeingangswelle 9 die erste Hauptgetriebeeingangswelle 8 abschnittsweise außen konzentrisch umgibt.
Mit beiden Teilgetrieben 6 und 7 des Hauptgetriebes 2 wirkt mindestens eine für beide Teilgetriebe 6, 7 gemeinsame Hauptgetriebeausgangswelle 10 zusammen, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Vorgelegewellen vorhanden sind, die solche Hauptgetriebeausgangswellen 10 bereitstellen.
Das Nachschaltgetriebe 3, welches als Planetengetriebe ausgeführt ist, weist eine Nachschaltgetriebeeingangswelle 15 auf, an die über ein drittes, formschlüssiges Schaltelement F die oder jede Hauptgetriebeausgangswelle 10 koppelbar ist. Dann, wenn das dritte, formschlüssige Schaltelement F geschlossen ist, sind die Hauptgetriebeausgangswellen 10 an die Nachschaltgetriebeeingangswelle 15 gekoppelt.
Die Nachschaltgetriebeeingangswelle 15 ist an ein erstes Planetengetriebeelement 11 des Nachschaltgetriebes 3 fest angebunden, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel an ein Sonnenrad desselben.
Das Nachschaltgetriebe 3 verfügt weiterhin über eine Nachschaltgetriebeausgangswelle 5, die der Abtriebswelle 5 des Lastschaltgetriebes 1 entspricht, wobei diese Abtriebswelle bzw. Nachschaltgetriebeausgangswelle 5 an ein zweites Planetengetriebeelement 12 des Nachschaltgetriebes 3 fest angebunden ist, nämlich in 1 an einen Steg des Nachschaltgetriebes 3.
Das Nachschaltgetriebe 3 verfügt weiterhin über ein drittes Planetengetriebeelement 13, bei welchem es sich im Ausführungsbeispiel der 1 um ein Hohlrad handelt, wobei das dritte Planetengetriebeelement 13 des Nachschaltgetriebes 3 abhängig von der Schaltstellung von zwei weiteren formschlüssigen Schaltelementen L und H entweder an ein Getriebegehäuse 14 oder an die Nachschaltgetriebeausgangswelle bzw. Abtriebswelle 5 gekoppelt ist.
Dann, wenn ein viertes, formschlüssiges Schaltelement L geschlossen ist, ist das dritte Planetengetriebeelement 13 unter Einlegung einer sogenannten Low-Fahrstufe im Nachschaltgetriebe 3 an das Getriebegehäuse 14 gekoppelt.
Dann hingegen, wenn ein fünftes, formschlüsssiges Schaltelement H geschlossen ist, ist das dritte Planetengetriebeelement 13 der Nachschaltgruppe 3 unter Einlegen einer sogenannten High-Fahrstufe im Nachschaltgetriebe 3 an die Abtriebswelle 5 gekoppelt. Die so erzielte Verblockung des Nachschaltgetriebes 3 kann prinzipiell durch Verbinden zweier beliebiger Elemente des Planetengetriebes erreicht werden.
Die beiden letzten Radebenen des als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildete Hauptgetriebe 2, in welches das formschlüssige Schaltelement R vorhanden ist, dienen als Antriebskonstanten, wobei zur Bereitstellung von Rückwärtsgängen das Schaltelement R geschlossen und zur Bereitstellung von Vorwärtsgängen das formschlüssige Schaltelement R geöffnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe 1 ist die oder jede für beide Teilgetriebe 6, 7 des Hauptgetriebes 2 gemeinsame Hauptgetriebeausgangswelle 10 über ein sechstes, formschlüssiges Schaltelement G an das dritte Planetengetriebeelement 13 des Nachschaltgetriebes 3 koppelbar, in 1 an das Hohlrad desselben, wobei dieses dritte Planetengetriebeelement 13 über das vierte, formschlüssige Schaltelement L an das Getriebegehäuse 14 koppelbar ist. Wie oben bereits ausgeführt, ist die oder jede Hauptgetriebeausgangswelle 10 der beiden Teilgetriebe 6, 7 des Hauptgetriebes 2 an dasjenige Planetengetriebeelement der Nachschaltgruppe 3 über das formschlüssige Schaltelement G koppelbar, welches bei aktiver Low-Fahrstufe der Bereichsgruppe 3 mit dem Getriebegehäuse 14 verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Lastschaltgetriebe 1 ist unabhängig von der konkreten Ausführung des als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebes 2, nämlich unabhängig den Radsätzen des Hauptgetriebes 2. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Doppelkupplungsgetriebe 2 kann auch ein Hauptgetriebe 2 zum Einsatz kommen, welches ausschließlich in Planetenbauweise oder als Mischform eine Planetenbauweise in Kombination mit Vorgelegewellen nutzt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 kann auch lediglich eine Vorgelegewelle vorhanden sein.
Es ist jedoch für die Erfindung erforderlich, dass die zwei reibschlüssigen Lastschaltkupplungen K1 und K2, die mit den beiden Teilgetrieben 6 und 7 des Hauptgetriebes 2 zusammenwirken, vorhanden sind, und das als Nachschaltgetriebe 3 ein Planetengetriebe genutzt wird, dem das formschlüssige Schaltelement G derart zugeordnet ist, dass bei geschlossenem Schaltelement G die oder jede Hauptgetriebeausgangswelle 10 an das dritte Planetengetriebeelement 13 koppelbar ist, welches bei im Nachschaltgetriebe 3 eingelegter Low-Fahrstufe an das Getriebegehäuse 14 angekoppelt ist.
Mit dem in 1 gezeigten Lastschaltgetriebe kann zum Beispiel die Schaltmatrix der 2 mit zehn Vorwärtsgängen 1 bis 10 und vier Rückwärtsgängen R1 bis R4 bereitgestellt werden, wobei in den Spalten K1, K2, A, B, C, D, E, F, G, R, L, H durch ein X gekennzeichnet ist, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist. Die Spalte i gibt die Übersetzung des jeweiligen Gangs und die Spalte phi die Stufung an. Bei den Zahlenbeispielen in den Spalten i und phi handelt es sich um rein exemplarische Werte.
Bei dem Lastschaltgetriebe der 1, welches die Schaltmatrix der 2 nutzt, sind, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird, Schaltungen im Nachschaltgetriebe 3, also ein Wechsel zwischen der Low-Fahrstufe und der High-Fahrstufe, durch Öffnen und Schließen der formschlüssigen Schaltelemente L und H als Lastschaltungen ausführbar.
Zur Ausführung eines Wechsels der Fahrstufe im Nachschaltgetriebe 3, also zum Wechsel zwischen der Low-Fahrstufe und der High-Fahrstufe, wird eine Drehmomentverteilung an den Lastschaltkupplungen K1 und K2 angepasst bzw. abgestimmt auf die Standgetriebeübersetzung der Nachschaltgruppe 3 so gewählt, dass die formschlüssigen Schaltelemente L und H lastfrei eingelegt und lastfrei ausgelegt werden können. Die Lastschaltkupplungen K1 und K2 können sich dabei im Schlupf befinden.
Bei Ausführung eines Wechsels der Fahrstufe des Nachschaltgetriebes 3 wird bzw. bleibt eines der Teilgetriebe 6, 7 des Hauptgetriebes 2 an die Nachschaltgetriebeeingangswelle 15 angekoppelt, wohingegen das andere der Teilgetriebe 7, 6 des Hauptgetriebes 2 an das dritte Planetengetriebeelement 13 des Nachschaltgetriebes 3, welches in der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes 3 an das Getriebegehäuse 14 gekoppelt ist, angekoppelt wird bzw. bleibt.
Im Ausführungsbeispiel der 1, 2 bleibt demnach zur Schaltung bzw. zum Wechsel der Fahrstufe im Nachschaltgetriebe 3 das erste Teilgetriebe 6 mit dem Sonnenrad 11 des Nachschaltgetriebes 3 gekoppelt, das zweite Teilgetriebe 7 wird an das Hohlrad 13 des Nachschaltgetriebes 3 gekoppelt, wobei die Drehmomentverteilung an den Lastschaltkupplungen K1 und K2 so gewählt wird, dass die Schaltelemente L und H lastfrei eingelegt und ausgelegt werden können. Die Lastschaltkupplungen K1 und K2 können sich dabei im Schlupf befinden.
Bei einer solchen Schaltung bleibt während des Wechsels der Fahrstufe im Nachschaltgetriebe die Zugkraft an der Abtriebswelle 5 erhalten.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die formschlüssigen Schaltelemente L und H des Nachschaltgetriebes 3 über die Lastschaltkupplungen K1 und K2 synchronisiert werden, sodass an den formschlüssigen Schaltelementen L und H ggf. angebrachte Synchronisierungseinrichtungen nicht beansprucht werden.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 wird nachfolgend für das Lastschaltgetriebe der 1, 2 die Ausführung einer Zug-Hochschaltung der Nachschaltgetriebe 3 vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe (siehe 3) sowie die Ausführung einer Zug-Rückschaltung vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe in die den höchsten Gang der Low-Fahrstufe beschrieben, wobei es sich im Ausführungsbeispiel der 1, 2 beim höchsten Gang der Low-Fahrstufe um den Gang 5 und beim niedrigsten Gang der High-Fahrstufe um den Gang 6 handelt.
Der Schaltmatrix der 2 kann dabei entnommen werden, dass es sich beim höchsten Gang der Low-Fahrstufe um den Gang 5 und bei dem niedrigsten Gang der High-Fahrstufe um den Gang 6 handelt, wie gemäß der Schaltmatrix der 2 diese Gänge auf unterschiedlichen Teilgetrieben 6, 7 des Hauptgetriebes 2 liegen.
So liegt der Gang 5, also der höchste Gang der Low-Fahrstufe, gemäß der Schaltmatrix der 2 auf dem ersten Teilgetriebe 6.
Der Gang 6, also der niedrigste Gang der High-Fahrstufe, liegt gemäß der Schaltmatrix der 2 auf dem zweiten Teilgetriebe 7.
Wie bereits oben ausgeführt, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Diagramme der 3 und 4 für das Lastschaltgetriebe 1 gemäß 1, welches die Schaltmatrix der 2 nutzt, die Ausführung einer Zug-Hochschaltung sowie einer Zug-Rückschaltung im Nachschaltgetriebe 3 im Detail beschrieben, wobei in 3 und 4 über der Zeit t mehrere zeitliche Verläufe von Momenten M und Drehzahlen N aufgetragen sind, nämlich ein Momentverlauf M4 für ein an der Eingangswelle 4 anliegendes, von einem Antriebsaggregat bereitgestelltes Moment, ein Momentverlauf M5 für das an der Abtriebswelle 5 anliegende Moment und Momentverläufe MK1 und MK2 für von den Lastschaltkupplungen K1 und K2 übertragene Momente.
Ferner sind ein Drehzahlverlauf n4 für die Drehzahl der Antriebswelle 4 bzw. für die Drehzahl das an die Antriebswelle 4 gekoppelten Antriebsaggregats, ein Drehzahlverlauf n5 für die Drehzahl der Abtriebswelle 5, ein Drehzahlverlauf n11 für die Drehzahl des ersten Planetengetriebeelements 11 des Nachschaltgetriebes 3, ein Drehzahlverlauf n13 für die Drehzahl des dritten Planetengetriebeelements 13 des Nachschaltgetriebes 3 und ein Drehzahlverlauf n9 für die Drehzahl der zweiten Hauptgetriebeeingangswelle 9 des zweiten Teilgetriebes 7 des Hauptgetriebes 2 gezeigt.
3 und 4 kann entnommen werden, dass in 3 und 4 davon ausgegangen wird, dass das an der Antriebswelle 4 vom Antriebsaggregat bereitgestellte Moment M4 konstant ist, und dass ferner die Drehzahl n5 an der Abtriebswelle 5 konstant ist, sodass demnach das Fahrzeug mit konstanter Fahrgeschwindigkeit bei Ausführung der Schaltung in dem Nachschaltgetriebe 3 betrieben wird.
Bei der Ausführung der Zug-Hochschaltung gemäß 3 vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe (Gang 5) in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe (Gang 6) wird zunächst zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 der 3 das vierte, formschlüssige Schaltelement L entlastet. Hierbei wird an der zweiten reibschlüssigen Lastschaltkupplung K2 die Übertragungsfähigkeit erhöht, nämlich gemäß 3 zum Beispiel rampenförmig bzw. linear, wodurch bewirkt wird, dass ein Teil des vom Antriebsaggregat bereitgestellten Moments M4 über die schlupfende Lastschaltkupplung K2 über das zweite Teilgetriebe 7 zum Hohlrad 13 des Nachschaltgetriebes 3 übertragen wird.
Das formschlüssige Schaltelement L ist dann lastfrei, wenn das Drehmoment am Hohlrad 13 des Nachschaltgetriebes 3 dem i0-Fachen des Drehmoments an dem Sonnenrad 11 des Nachschaltgetriebes 3 beträgt, wobei i0 der Betrag der Standgetriebeübersetzung des als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebes 3 ist.
Die Summe der von den Lastschaltkupplungen K1 und K2 übertragenen Momente entspricht dem vom Antriebsaggregat bereitgestellten Moment M4.
Gleichzeitig zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit der zweiten Lastschaltkupplung K2 kann die Übertragungsfähigkeit der ersten Lastschaltkupplung K1 abgesenkt werden, da nachfolgend die Lastschaltkupplung K1 in Schlupf gebracht werden wird.
Zum Zeitpunkt t2 der 3 kann das vierte, formschlüssige Schaltelement L lastfrei ausgelegt werden.
Im Anschluss an das lastfreie Auslegen des Schaltelements L erfolgt zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 der 3 eine Synchronisierung des fünften, formschlüssigen Schaltelements H. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 und/oder die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2 und/oder das vom Antriebsaggregat an der Antriebswelle 4 bereitgestellte Moment M4 geändert wird, um die Drehzahl am Hohlrad 13 des Nachschaltgetriebes 3 zu erhöhen und gleichzeitig die Drehzahl n4 des Antriebsaggregats bzw. der Antriebswelle 4 abzusenken. Drehmomentänderungen sind in 3 nicht gezeigt. Am Ende der Drehzahlanpassung zum Zeitpunkt t3 kann die zweite reibschlüssige Lastschaltkupplung K2 ins Haften kommen, nämlich wenn das Antriebsaggregat auf Zieldrehzahl gebracht worden ist. Dann, wenn die Lastschaltkupplung K2 haftet, kann die Übertragungsfähigkeit derselben auf die maximale Übertragungsfähigkeit gesteigert werden. Ein Aktuator dieser Lastschaltkupplung K2 muss dann nicht mehr im Regelbereich betrieben werden.
Zum Zeitpunkt t3 der 3 kann das fünfte, formschlüssige Schaltelement H lastfrei eingelegt werden. Dieses Schaltelement H wird nahe des Synchronpunkts oder im Synchronpunkt lastfrei eingelegt, wobei sich dann das Nachschaltgetriebe 3 der Schaltposition H bzw. in der High-Fahrstufe im Blockumlauf befindet.
Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 der 3 wird das Schaltelement H belastet. Durch Abbau der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 wird der Kraftfluss des eingelegten Gangs 6 über das Hohlrad 13 und das Schaltelement H geleitet. Die Lastschaltkupplung K1 wird vollständig geöffnet. Die Ausführung der Zug-Hochschaltung ist abgeschlossen.
Die Ausführung einer Zug-Rückschaltung vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe, also vom Gang 6, in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe, also in den Gang 5, für das Lastschaltgetriebe der 1, welches die Schaltmatrix der 2 nutzt, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm der 4 beschrieben.
Zur Ausführung dieser Zug-Rückschaltung am Lastschaltgetriebe der 1 mit der Schaltmatrix der 2 vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe in den höchsten Gang der Low-Fahrstufe wird zunächst zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 der 4 das fünfte, formschlüssige Schaltelement H entlastet. Hierzu wird in 4 an der formschlüssigen Lastschaltkupplung K1 die Übertragungsfähigkeit vorzugsweise rampenförmig bzw. linear erhöht, wodurch bewirkt wird, dass ein Teil des an der Antriebswelle 4 anliegenden Moments M4 über die schlupfende Lastschaltkupplung K1 und das erste Teilgetriebe 6 zum Sonnenrad 11 des als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebes 3 geleitet wird.
Das auszulegende, formschlüssige Schaltelement H ist dann lastfrei, wenn das Drehmoment am Hohlrad 13 des Nachschaltgetriebes 3 das i0-Fache des Drehmoments am Sonnenrad 11 beträgt, wobei i0 der Betrag der Standübersetzung des Planetengetriebes 3 ist.
Die Summe der von den Lastschaltkupplungen K1 und K2 übertragenen Momente MK1 und MK2 entsprechen dem an der Antriebswelle 4 anliegenden Moment M4.
Gleichzeitig zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit an der Lastschaltkupplung K1 kann die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2 abgesenkt werden.
Zum Zeitpunkt t2 der 4 wird das fünfte, formschlüssige Schaltelement H lastfrei ausgelegt.
Im Anschluss an das lastfreie Auslegen des Schaltelements H erfolgt zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 der 4 eine Synchronisierung des formschlüssigen Schaltelements L. Dies erfolgt insbesondere durch Änderung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 und/oder durch Änderung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2 und/oder durch Änderung des Drehmoments am Antriebsaggregat, welches als Moment M4 an der Antriebswelle 4 anliegt. Hierbei erhöht sich die Drehzahl n11 am Sonnenrad 11. Um mit der Lastschaltkupplung K1 ein positives Drehmoment über die Lastschaltkupplung K1 übertragen zu können, muss die Drehzahl n4 an der Antriebswelle 4 und damit die Drehzahl des Antriebsaggregats höher sein als die Drehzahl n11 des Sonnenrads 11, welche der Drehzahl der ersten Hauptgetriebeeingangswelle 8 des ersten Teilgetriebes 6 entspricht. Daher wird die Drehzahl n4 gleichzeitig angehoben. Das Anheben der Drehzahl n4, also der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4, muss jedoch nicht, wie in 4 gezeigt, genau zum Zeitpunkt t2 beginnen, vielmehr kann diese Drehzahlanhebung der Drehzahl n4 auch zeitverzögert vorgenommen werden.
Am Ende der Drehzahlanpassung bzw. Synchronisierung des Schaltelements L zum Zeitpunkt t3 der 4 kann die erste Lastschaltkupplung K1 ins Haften kommen, nämlich dann, wenn die Drehzahl n4 auf die Zieldrehzahl gebracht worden ist. Dann, wenn die Lastschaltkupplung K1 haftet, kann die Übertragungsfähigkeit derselben auf die maximale Übertragungsfähigkeit gesteigert werden, in diesem Fall muss dann der Aktuator der Lastschaltkupplung K1 nicht mehr im Regelbereich betrieben werden. Nach dem Synchronisieren des Schaltelements L kann zum Zeitpunkt t3 der 4 das Schaltelement L lastfrei eingelegt werden, wobei dies im Synchronpunkt bzw. nahe des Synchronpunktes des Schaltelements L erfolgt. Im Nachschaltgetriebe 3 ist dann die Low-Fahrstufe eingelegt.
Im Anschluss hieran erfolgt zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 der 4 ein Lastaufbau an dem Schaltelement L, insbesondere durch Abbau der Übertragungsfähigkeit der reibschlüssigen Lastschaltkupplung K2, wodurch der Kraftfluss entsprechend des nunmehr eingelegten fünften Gangs über das Sonnenrad 11 und das Schaltelement L geleitet wird. Die zweite Lastschaltkupplung K2 wird dann vollständig geöffnet, sodass dann die Zug-Rückschaltung der 4 abgeschlossen ist.
Die oben beschriebene Zug-Hochschaltung sowie Zug-Rückschaltung kann als Lastschaltung ausgeführt werden. Gruppenschaltungen im Schub, also Änderungen der Fahrstufe im Nachschaltgetriebe 3 im Schub, können nicht ohne Weiteres als Lastschaltungen ausgeführt werden, da die Drehzahl an der Antriebswelle 4 auf 0 abgesenkt werden müsste. So können die Lastschaltkupplungen K1 und K2 Schub nur dann übertragen, wenn die Drehzahl an der Antriebswelle 4 niedriger ist als die sekundärseitige Kupplungsdrehzahl, also die Drehzahlen an den Hauptgetriebeeingangswellen 8 und 9.
Um dennoch eine vorteilhafte Schub-Hochschaltung sowie Schub-Rückschaltung am Lastschaltgetriebe der 1 mit der Schaltmatrix der 2 zu ermöglichen, wird zur Ausführung einer Schub-Hochschaltung vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe bzw. umgekehrt zur Ausführung einer Schubrückschaltung vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe in den höchsten Gang der Low-Fahrstufe zur Synchronisierung des jeweils zu synchronisierenden Schaltelements L bzw. H vorzugweise bei ausgeschaltetem Antriebsaggregat die Antriebswelle 4 insbesondere über eine Feststelleinrichtung blockiert bzw. festgebremst. Hinsichtlich übriger Details kann auf die Ausführungen zu den 3 und 4 verwiesen werden.
5 zeigt eine alternative Schaltmatrix für das erfindungsgemäße Lastschaltgetriebe der 1, wobei in der Schaltmatrix der 5 der höchste Gang der Low-Fahrstufe, nämlich der Vorwärtsgang 5, und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe, nämlich der Vorwärtsgang 6, auf demselben Teilgetriebe liegen, nämlich auf dem ersten Teilgetriebe 6. So ist gemäß der Schaltmatrix der 5 in diesen beiden Gängen die Lastschaltkupplung K1 jeweils geschlossen.
Dennoch sind Fahrstufenwechsel im Nachschaltgetriebe 3 als Lastschaltungen ausführbar, nämlich dadurch, dass in 1 das Hohlrad 13 des Nachschaltgetriebes 3 über den zweitniedrigsten Gang der High-Fahrstufe, also über den siebten Vorwärtsgang, an das andere zweite Teilgetriebe 7 angekoppelt wird, wobei während des gesamten Lastschaltvorgangs die mit diesem zweiten Teilgetriebe 7 zusammenwirkende Lastschaltkupplung K2 im Schlupf betrieben wird.
Weitere Details zur Ausführung einer Zug-Hochschaltung sowie Zug-Rückschaltung für das Lastschaltgetriebe der 1, welches die Schaltmatrix der 5 nutzt, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben, wobei in 6 und 7 über der Zeit t wiederum mehrere Momentverläufe M und Drehzahlverläufe n aufgetragen sind, nämlich ein Momentverlauf M5 für das an der Abtriebswelle 5 anliegende Moment, ein Momentverlauf M4 für das an der Antriebswelle 4 anliegende und vom Antriebsaggregat bereitgestellte Moment, Momentverläufe MK1 und MK2 für die von den Lastschaltkupplungen K1 und K2 übertragenen Momente, ein Drehzahlverlauf n4 für die Drehzahl der Antriebswelle und damit des Antriebsaggregats, ein Drehzahlverlauf n5 für die Drehzahl der Ausgangswelle 5, Drehzahlverläufe n8 und n9 für die Drehzahlen der beiden Hauptgetriebeeingangswellen 8 und 9 des Hauptgetriebes 2, und ein Drehzahlverlauf n13 für die Drehzahl des Hohlrads des als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebes 3.
In 6 und 7 wird davon ausgegangen, dass das an der Antriebswelle 4 anliegende Moment M4 konstant ist, und dass weiterhin die Drehzahl n5 an der Abtriebswelle 5 konstant ist, sodass also eine konstante Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorliegt.
Zur Ausführung einer Zug-Hochschaltung vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe am Lastschaltgetriebe der 1 unter Verwendung der Schaltmatrix der 5, bei welcher dieser beiden Gänge beide auf dem Teilgetriebe 6 des Hauptgetriebes 2 liegen, wird zunächst das Schaltelement L entlastet, nämlich zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 der 6. Hierbei wird an der Lastschaltkupplung K2 die Übertragungsfähigkeit erhöht, vorzugsweise rampenartig bzw. linear, wodurch bewirkt wird, dass ein Teil des vom Antriebsaggregat bereitgestellten und an der Antriebswelle 4 anliegenden Moments m4 über die schlupfende Lastschaltkupplung K2 und das zweite Teilgetriebe 7 fließt.
Das Schaltelement L ist dann lastfrei, wenn das Drehmoment am Hohlrad 13 des als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebes 3 dem i0-fachen des Drehmoments am Sonnenrad 11 des Planetengetriebes entspricht, wobei i0 der Betrag der Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes ist.
Die Summe des von den beiden Lastschaltkupplungen K1 und K2 übertragenen Momente MK1 und MK2 entspricht dem Moment M4 an der Antriebswelle 4.
Gleichzeitig zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2 kann die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 reduziert werden. Zum Zeitpunkt t2 der 6 ist das Schaltelement L entlastet und kann lastfrei ausgelegt werden.
Im Anschluss erfolgt zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 der 6 eine Synchronisierung des Schaltelements H. Dies erfolgt vorzugsweise durch Anpassung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 und/oder durch Anpassung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2 und/oder durch Anpassung des Drehmoments des Antriebsaggregats bzw. des Drehmoments M4 an der Antriebswelle 4. Hierdurch wird die Drehzahl n13 am Hohlrad 13 erhöht und gleichzeitig die Drehzahl n4 abgesenkt. Die Drehmomentänderungen sind im Diagramm der 6 nicht gezeigt. Die Drehzahlanpassung für die Drehzahl n4 der Antriebswelle 4 bzw. des Antriebsaggregats wird durchgeführt, bis dieselbe auf Zieldrehzahl für den sechsten Gang gebracht worden ist. Die Lastschaltkupplung K2 befindet sich dauernd im Schlupf, da das zweite Teilgetriebe 7 die Übersetzung zum nächsthöheren Gang, also zum siebten Gang, hat. Zum Zeitpunkt t3 kann das Schaltelement H lastfrei eingelegt werden, und zwar im Synchronpunkt oder nahe des Synchronpunkts des Schaltelements H. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich dann das Nachschaltgetriebe 3 in der sogenannten High-Fahrstufe.
Im Anschluss hieran wird zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 der 6 das Schaltelement H belastet, nämlich durch Abbau der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1, wodurch der Kraftfluss über das Hohlrad 13 und das Schaltelement H geleitet wird.
Nachfolgend erfolgt zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 der 6 eine lastfreie Schaltung des ersten Teilgetriebes 6 vom fünften Gang in den sechsten Gang, wobei während dieser Schaltung der Kraftfluss weiterhin über den siebten Gang als Stützgang bei schlupfender zweiter Lastschaltkupplung K2 geleitet wird. Im Anschluss wird zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 der 6 eine Lastübernahme durch die Lastschaltkupplung K1 durchgeführt und Last an der zweiten Lastschaltkupplung K2 abgebaut, wodurch nun die Übersetzung des sechsten Gangs wirksam ist.
Zum Zeitpunkt t6 der 6 ist dann die Lastschaltung vom fünften Gang in den sechsten Gang, also die Zug-Hochschaltung für das Nachschaltgetriebe 3 von der Low-Fahrstufe in die High-Fahrstufe abgeschlossen.
7 visualisiert Details zur Ausführung einer Zug-Rückschaltung für das Lastschaltgetriebe der 1 unter Nutzung der Schaltmatrix der 5, wobei es sich auch bei der 7 um eine Lastschaltung im Nachschaltgetriebe 3 handelt, nämlich um eine Rückschaltung vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe, also vom Gang 6, in den höchsten Gang der Low-Fahrstufe, also in den Gang 5, wobei in Übereinstimmung zur unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen Zug-Hochschaltung der zweitniedrigste Gang der High-Fahrstufe als Stützgang dient. Im zweiten Teilgetriebe 7 des Hauptgetriebes 2 wird über das Schaltelement B der zweihöchste Gang der High-Fahrstufe, also der siebte Vorwärtsgang, vorgewählt.
Zur Ausführung der Zug-Rückschaltung erfolgt zunächst zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 der 7 eine Lastübernahme mit Hilfe der zweiten Lastschaltkupplung K2, wobei hierbei die Übersetzung des Stützgangs wirkt. Die Lastschaltkupplung K1 und das erste Teilgetriebe 6 sind lastfrei. Die Lastschaltkupplung K2 wird im Schlupf betrieben und überträgt während allen folgenden Phasen der Lastschaltung bis zum Zeitpunkt t6 der 7 ein Drehmoment.
Als Nächstes wird für das erste Teilgetriebe 6 zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 der 7 der höchste Gang der Low-Fahrstufe, also der fünfte Gang, vorgewählt, wobei anschließend zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 der 7 das Schaltelement H entlastet wird. Hierzu wird die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 erhöht, vorzugsweise rampenförmig bzw. linear, wodurch bewirkt wird, dass ein Teil des an der Antriebswelle 4 anliegenden und vom Antriebsaggregat bereitgestellten Moments M4 über die schlupfende Lastschaltkupplung K1 und über das erste Teilgetriebe 6 zum Sonnenrad 11 geleitet wird.
Das formschlüssige Schaltelement H ist dann lastfrei, wenn das Drehmoment am Hohlrad 13 des Planetengetriebes 3 dem i0-fachen des Drehmoments am Sonnenrad 11 entspricht, wobei i0 wiederum der Betrag der Standgetriebeübersetzung des als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebes 3 ist.
Die Summe der von den Lastschaltkupplungen K1 und K2 übertragenen Momente MK1 und MK2 entsprechen dem Moment M4 an der Antriebswelle 4, welches vom Antriebsaggregat bereitgestellt wird.
Zum Zeitpunkt t4 der 7 wird das Schaltelement H lastfrei ausgelegt.
Im Anschluss hieran erfolgt zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 der 7 eine Synchronisierung des Schaltelements L, insbesondere durch Änderung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K1 und/oder durch Änderung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2 und/oder durch Änderung des Drehmoments M4 an der Antriebswelle 4. Dabei wird die Drehzahl n13 am Hohlrad 13 verringert, bis dieselbe 0 beträgt. Gleichzeitig erhöht sich die Drehzahl n11 am Sonnenrad 11 bzw. die Drehzahl n8 der ersten Hauptgetriebeeingangswelle 8. Um mit Hilfe der Lastschaltkupplung K1 ein positives Drehmoment übertragen zu können, muss die Drehzahl n4 des Antriebsaggregats bzw. der Antriebswelle 4 immer höher sein als die Drehzahl n8 der ersten Hauptgetriebeeingangswelle 8. Daher wird die Drehzahl n4 gleichzeitig angehoben. Das Anheben der Drehzahl n4 muss jedoch nicht, wie im Diagramm gezeigt, genau zum Zeitpunkt t4 beginnen, vielmehr kann dies auch zeitverzögert erfolgen.
Mit Ende der Drehzahlanpassung bzw. Synchronisierung zum Zeitpunkt t5 der 7 kann die Lastschaltkupplung K1 ins Haften kommen, nämlich dann, wenn die Drehzahl n4 auf Zieldrehzahl gebracht worden ist. Dann, wenn die Lastschaltkupplung K1 haftet, kann die Übertragungsfähigkeit derselben auf die maximale Übertragungsfähigkeit gesteigert werden. Zum Zeitpunkt t5 wird dann das Schaltelement L lastfrei eingelegt, und zwar im Synchronpunkt oder nahe des Synchronpunkts derselben. Zum Zeitpunkt t5 ist dann im Nachschaltgetriebe 3 die Low-Fahrstufe eingelegt.
Darauffolgend erfolgt zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 der 7 eine Belastung des Schaltelements L, insbesondere durch Abbau der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung K2, wodurch der Kraftfluss des fünften Gangs über das Sonnenrad 11 und das Schaltelement L geleitet wird. Die Lastschaltkupplung K2 wird vollständig geöffnet, die Zug-Rückschaltung gemäß 7 ist dann abgeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Lastschaltgetriebe
2: Hauptgetriebe
3: Nachschaltgetriebe
4: Antriebswelle
5: Abtriebswelle/Nachschaltgetriebeausgangswelle
6: erstes Teilgetriebe
7: zweites Teilgetriebe
8: erste Hauptgetriebeeingangswelle
9: zweite Hauptgetriebeeingangswelle
10: Hauptgetriebeausgangswelle
11: erstes Planetengetriebeelement
12: zweites Planetengetriebeelement
13: drittes Planetengetriebeelement
14: Gehäuse
15: Nachschaltgetriebeeingangswelle
K1: erste reibschlüssige Lastschaltkupplung
K2: zweite reibschlüssige Lastschaltkupplung
A: erstes Schaltelement
B: erstes Schaltelement
C: zweites Schaltelement
D: zweites Schaltelement
E: zweites Schaltelement
F: drittes Schaltelement
G: sechstes Schaltelement
H: fünftes Schaltelement
L: viertes Schaltelement
R: siebtes Schaltelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007047671 A1 [0002]

Claims

Lastschaltgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildeten Hauptgetriebe (2) und mit einem dem Hauptgetriebe (2) nachgeschalteten, als Planetengetriebe ausgebildeten Nachschaltgetriebe (3), wobei das Hauptgetriebe (2) ein erstes Teilgetriebe (6) und ein zweites Teilgetriebe (7) aufweist, mit einer ersten Hauptgetriebeeingangswelle (8) für das erste Teilgetriebe, mit einer separaten, zweiten Hauptgetriebeeingangswelle (9) für das zweite Teilgetriebe, mit mindestens einem ersten, formschlüssigen Schaltelement des ersten Teilgetriebes (6), mit mindestens einem zweiten, formschlüssigen Schaltelement des zweiten Teilgetriebes (7), mit einer der ersten Hauptgetriebeeingangswelle zugeordneten, ersten reibschlüssigen Lastschaltkupplung (K1), mit einer der zweiten Hauptgetriebeeingangswelle zugeordneten, zweiten reibschlüssigen Lastschaltkupplung (K2), und mit mindestens einer für beide Teilgetriebe gemeinsamen Hauptgetriebeausgangswelle (10), wobei das Nachschaltgetriebe (3) eine Nachschaltgetriebeeingangswelle (15) aufweist, an die über ein drittes, formschlüssiges Schaltelement (F) die oder jede Hauptgetriebeausgangswelle (10) koppelbar ist, und die an ein erstes Planetengetriebeelement (11) des Nachschaltgetriebes (3) fest angebunden ist, wobei das Nachschaltgetriebe (3) eine Nachschaltgetriebeausgangswelle (5) aufweist, die an ein zweites Planetengetriebeelement (12) des Nachschaltgetriebes (3) fest angebunden ist, wobei ein drittes Planetengetriebeelement (13) des Nachschaltgetriebes (3) über ein viertes, formschlüssiges Schaltelement (L) zur Bereitstellung einer Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) an ein Getriebegehäuse (14) oder über ein fünftes, formschlüssiges Schaltelement (H) zur Bereitstellung einer High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) an eines der beiden anderen Planetengetriebeelemente (11, 12) ankoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede für beide Teilgetriebe (6, 7) des Hauptgetriebes (2) gemeinsame Hauptgetriebeausgangswelle (10) über ein sechstes, formschlüssiges Schaltelement (G) an das dritte Planetengetriebeelement (13) des Nachschaltgetriebes (3) koppelbar ist, welches über das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) an das Getriebegehäuse (14) koppelbar ist.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetengetriebeelement (11) ein Sonnenrad, das zweite Planetengetriebeelement (12) ein Steg und das dritte Planetengetriebeelement (13) ein Hohlrad ist.
Verfahren zum Betreiben eines Lastschaltgetriebes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung eines Wechsels der Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) eine Drehmomentverteilung an den Lastschaltkupplungen (K1, K2) angepasst an die Standgetriebeübersetzung des Nachschaltgetriebes (3) so gewählt wird, dass das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) und das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) lastfrei eingelegt und ausgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung eines Wechsels der Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) eines der Teilgetriebe (6, 7) des Hauptgetriebes (2) an die Nachschaltgetriebeeingangswelle (15) angekoppelt wird bzw. bleibt und das andere der Teilgetriebe (7, 6) des Hauptgetriebes (2) an das dritte Planetengetriebeelement (13) des Nachschaltgetriebes (3) angekoppelt wird bzw. bleibt, welches in der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) an das Getriebegehäuse (14) gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der höchste Gang der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) auf unterschiedlichen Teilgetrieben (6, 7) des Hauptgetriebes (2) liegen, zur Ausführung einer Zughochschaltung vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe zunächst das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) entlastet wird, anschließend das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) lastfrei ausgelegt wird, anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) synchronisiert wird, und anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) lastfrei eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) dadurch synchronisiert wird, dass die Übertragungsfähigkeit der ersten Lastschaltkupplungen (K1) und/oder die Übertragungsfähigkeit der zweiten Lastschaltkupplungen (K2) und/oder das Drehmoment an der Antriebswelle (4) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der höchste Gang der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) auf unterschiedlichen Teilgetrieben (6, 7) des Hauptgetriebes (2) liegen, zur Ausführung einer Zugrückschaltung vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe in den höchsten Gang der Low-Fahrstufe zunächst das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) entlastet wird, anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) lastfrei ausgelegt wird, anschließend das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) synchronisiert wird, und anschließend das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) lastfrei eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) dadurch synchronisiert wird, dass die Übertragungsfähigkeit der ersten Lastschaltkupplung (K1) und/oder die Übertragungsfähigkeit der zweiten Lastschaltkupplung (K2) und/oder das Drehmoment an der Antriebswelle (4) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der höchste Gang der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) auf unterschiedlichen Teilgetrieben (6, 7) des Hauptgetriebes (2) liegen, zur Ausführung einer Schubhochschaltung vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe und/oder zur Ausführung einer Schubrückschaltung vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe in den höchsten Gang der Low-Fahrstufe zur Synchronisierung des jeweils einzulegenden Schaltelements (L, H) vorzugweise bei ausgeschaltetem Antriebaggregat die Antriebswelle (4) blockiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der höchste Gang der Low-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) auf demselben Teilgetrieben (6) des Hauptgetriebes (2) liegen, das dritte Planetengetriebeelement (13) des Nachschaltgetriebes (3) über den zweitniedrigsten Gang der High-Fahrstufe des Nachschaltgetriebes (3) an das andere Teilgetriebe (7) angekoppelt wird und ferner die dem anderen Teilgetriebe (7) zugeordnete Lastschaltkupplung (K2) während der gesamten Lastschaltung im Schlupf betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Zughochschaltung vom höchsten Gang der Low-Fahrstufe in den niedrigsten Gang der High-Fahrstufe zunächst das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) entlastet wird, anschließend das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) lastfrei ausgelegt wird, anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) synchronisiert wird, anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) lastfrei eingelegt wird, anschließend am fünften, formschlüssigen Schaltelement (H) Last aufgebaut wird, anschließend in demjenigen Teilgetriebe, auf welchem der höchste Gang der Low-Fahrstufe und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe liegen, eine lastfreie Schaltung durchgeführt wird, wobei während dieser lastfreien Schaltung über das andere Teilgetriebe und dessen im Schlupf betriebene Lastschaltkupplung (K2) die Zugkraft an der Abtriebswelle (5) gestützt wird, und anschließend eine Lastverlagerung zwischen den Lastschaltkupplungen (K1, K2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) dadurch synchronisiert wird, dass die Übertragungsfähigkeit der ersten Lastschaltkupplung (K1) und/oder die Übertragungsfähigkeit der zweiten Lastschaltkupplung (K2) und/oder das Drehmoment an der Antriebswelle (4) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Zugrückschaltung vom niedrigsten Gang der High-Fahrstufe in den höchsten Gang der Low-Fahrstufe zunächst eine Lastverlagerung von der Lastschaltkupplung (K1) desjenigen Teilgetriebes (6), auf welchem der höchste Gang der Low-Fahrstufe und der niedrigste Gang der High-Fahrstufe liegen, auf die Lastschaltkupplung (K2) des anderen Teilgetriebes (7) durchführt wird, anschließend im entlasteten Teilgetriebe (6) der höchste Gang der Low-Fahrstufe vorgewählt wird, anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) entlastet wird, anschließend das fünfte, formschlüssige Schaltelement (H) lastfrei ausgelegt wird, anschließend das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) synchronisiert wird, anschließend das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) lastfrei eingelegt wird, und anschließend am vierten, formschlüssigen Schaltelement (L) Last aufgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte, formschlüssige Schaltelement (L) dadurch synchronisiert wird, dass die Übertragungsfähigkeit der ersten Lastschaltkupplung (K1) und/oder die Übertragungsfähigkeit der zweiten Lastschaltkupplung (K2) und/oder das Drehmoment an der Antriebswelle (4) angepasst wird.