DE102020007371A1

DE102020007371A1 - Verfahren zum betrieb eines schaltsystems für ein fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102020007371A1
Application number: DE102020007371.9A
Authority: DE
Inventors: Roy Keith Martin; Thomas J. Foster; Xinqian Xiang; Calahan Campton
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2021-06-10
Also published as: CN113048198A; US20210172519A1

Abstract

Ein Schaltsystem für ein Fahrzeuggetriebe umfasst ein Eingangsglied und eine Kupplung, die mit dem Eingangsglied drehgekoppelt ist. Das Schaltsystem umfasst des Weiteren eine Trennvorrichtung, die mit dem Eingangsglied gekoppelt und zwischen einer ersten Trennvorrichtungsstellung und einer zweiten Trennvorrichtungsstellung bewegbar ist, und ein Ausgangsglied, das selektiv mit dem Eingangsglied drehbar ist. Das Schaltsystem umfasst ferner eine Schaltanordnung zum selektiven Drehkoppeln des Eingangsglieds und des Ausgangsglieds. Die Schaltanordnung umfasst eine Eingangsnabe, die mit dem Eingangsglied gekoppelt ist, wobei die Eingangsnabe eine trennbare Komponente, die in die Trennvorrichtung einrückbar ist, aufweist und eine Kupplungseinrückkomponente aufweist. Die Schaltanordnung umfasst des Weiteren Kupplungsplatten, die mit der Kupplungseinrückkomponente gekoppelt und zwischen einer eingerückten Stellung und einer ausgerückten Stellung bewegbar sind. Die Schaltanordnung umfasst ferner einen Kupplungsplattenträger, der mit den Kupplungsplatten und mit dem Ausgangsglied zur Übertragung von Drehmoment von der Kupplungseinrückkomponente auf das Ausgangsglied gekoppelt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und alle Vorteile der vorläufigen US-Patentanmeldungen 62/946,156 , eingereicht am 10. Dezember 2019, und 63/091,762, eingereicht am 14. Oktober 2020, auf die hier in ihrer Gesamtheit ausdrücklich Bezug genommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schaltsystems für ein Fahrzeuggetriebe.
Beschreibung des Stands der Technik
Herkömmliche Fahrzeuge, die im Stand der Technik bekannt sind, umfassen in der Regel einen Motor mit einem Drehausgang als einen Dreheingang in ein Fahrzeuggetriebe. Der Motor ist in der Regel ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor und erzeugt den Drehausgang, der selektiv auf das Fahrzeuggetriebe übertragen wird, das wiederum Drehmoment auf eines oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt. Das Fahrzeuggetriebe ändert die Drehzahl und das von dem Motor erzeugte Drehmoment durch eine Reihe vorbestimmter Zahnradsätze, wobei Wechseln zwischen den Zahnradsätzen ermöglicht, dass sich das Fahrzeug mit unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten für eine gegebene Motordrehzahl fortbewegt. Üblicherweise ist der Motor der Elektromotor, der mit dem Fahrzeuggetriebe auf einer mit den Rädern des Fahrzeugs verbundenen Achse gekoppelt ist.
Der Dreheingang in das Fahrzeuggetriebe erfordert in der Regel ein Schaltsystem zum selektiven Übertragen von Drehmoment auf die Komponenten des Fahrzeuggetriebes. Ein typisches Schaltsystem umfasst ein Eingangsglied (z. B. den Drehausgang von dem Motor), das um eine Achse herum drehbar ist, eine Trennvorrichtung, die mit dem Eingangsglied gekoppelt ist, und ein Ausgangsglied (z. B. den Dreheingang in das Fahrzeuggetriebe), die mit dem Eingangsglied um die Achse herum selektiv drehbar ist. Eine Schaltanordnung ist auch in der Regel zum selektiven Drehkoppeln des Eingangsglieds und des Ausgangsglieds erforderlich.
Die im Stand der Technik bekannten Schaltsysteme unterliegen oftmals hohen Widerstandsverlusten, wodurch der Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung zwischen dem Motor und dem Fahrzeuggetriebe gesenkt wird. Darüber hinaus erzeugen typische Schaltsysteme einen rauen Eingriff zwischen dem Motor und den Komponenten des Fahrzeuggetriebes durch die Verbindung mit der Trennvorrichtung, was zu Vibrationen des Fahrzeugs und einem unangenehmen Fahrerlebnis führt.
Demzufolge ist es wünschenswert, ein verbessertes Schaltsystem für Fahrzeuggetriebe bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE
Ein Schaltsystem für ein Fahrzeuggetriebe umfasst ein Eingangsglied, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem von dem ersten Ende beabstandeten zweiten Ende erstreckt. Das Fahrzeuggetriebe weist einen Zahnradsatz mit einer ersten Übersetzung und einer von der ersten Übersetzung verschiedenen zweiten Übersetzung auf. Das Eingangsglied ist um die Achse drehbar. Das Schaltsystem umfasst ferner eine Kupplung, die mit dem Eingangsglied gekoppelt ist. Die Kupplung ist dazu konfiguriert, selektiv die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung des Zahnradsatzes von dem Eingangsglied zu gestatten.
Das Schaltsystem umfasst des Weiteren eine Trennvorrichtung, die mit dem Eingangsglied gekoppelt ist. Die Trennvorrichtung ist zwischen einer ersten Trennvorrichtungsstellung und einer zweiten Trennvorrichtungsstellung bewegbar. Das Schaltsystem umfasst ferner ein Ausgangsglied, das von dem Eingangsglied beabstandet ist, und das Ausgangsglied ist selektiv dahingehend mit dem Eingangsglied um die Achse drehbar, Drehmoment selektiv durch die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - des Zahnradsatzes zu übertragen.
Das Schaltsystem umfasst ferner eine Schaltanordnung zum selektiven Drehkoppeln des Eingangsglieds und des Ausgangsglieds. Die Schaltanordnung umfasst eine Eingangsnabe, die mit dem Eingangsglied gekoppelt ist. Die Eingangsnabe weist eine trennbare Komponente, die in die Trennvorrichtung einrückbar ist, auf, und die trennbare Komponente der Eingangsnabe ist aus der Trennvorrichtung ausgerückt, wenn sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung befindet, und die trennbare Komponente der Eingangsnabe ist in die Trennvorrichtung eingerückt, wenn sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung befindet.
Die Eingangsnabe weist eine Kupplungseinrückkomponente auf. Die Schaltanordnung umfasst des Weiteren mehrere Kupplungsplatten, die mit der Kupplungseinrückkomponente der Eingangsnabe gekoppelt sind. Die mehreren Kupplungsplatten sind zwischen einer eingerückten Stellung und einer ausgerückten Stellung bewegbar. In der eingerückten Stellung stehen die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff. In der ausgerückten Stellung befinden sich die Kupplungsplatten außer Eingriff miteinander. Die Schaltanordnung umfasst ferner einen Kupplungsplattenträger, der mit den mehreren Kupplungsplatten und mit dem Ausgangsglied zur Übertragung von Drehmoment von der Kupplungseinrückkomponente der Eingangsnabe, durch die mehreren Kupplungsplatten und den Kupplungsplattenträger auf das Ausgangsglied gekoppelt ist.
Dementsprechend führt das Schaltsystem zu weniger Widerstandsverlusten, wodurch der Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung zwischen einem Motor und dem Fahrzeuggetriebe erhöht wird. Darüber hinaus erzeugt das Schaltsystem einen sanften Eingriff zwischen dem Motor und dem Fahrzeuggetriebe durch die Schaltanordnung (d. h. durch die Verbindung mit der Trennvorrichtung und das Einrücken der mehreren Kupplungsplatten), was zu weniger Vibrationen und einem angenehmeren Fahrerlebnis führt. Weiterhin gestattet die Kupplung, dass das Schaltsystem geringe Drehverluste erzielt, indem die Schaltanordnung drehentkoppelt wird, wenn keine Übertragung von Drehmoment durch die Schaltanordnung erforderlich ist. Die geringen Drehverluste, die durch die Kombination der Kupplung und der Schaltanordnung gestattet werden, gestatten, dass die erste und die zweite Übersetzung des Fahrzeuggetriebes im Vergleich zu einem einstufigen Getriebe Nettoenergieeinsparungen erzielen.
Ein Verfahren zum Betrieb des Schaltsystems für das Fahrzeuggetriebe umfasst den Schritt des Ausrückens der Kupplung zur Verhinderung einer Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung von dem Eingangsglied. Das Verfahren umfasst des Weiteren den Schritt des Bewegens der Kupplungsplatten aus einer eingerückten Stellung, in der die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff stehen, in eine ausgerückte Stellung, in der sich die Kupplungsplatten außer Eingriff miteinander befinden. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Bewegens der Trennvorrichtung aus einer ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die trennbare Komponente der Eingangsnabe außer Eingriff mit der Trennvorrichtung befindet, in eine zweite Trennvorrichtungsstellung, in der die trennbare Komponente der Eingangsnabe mit der Trennvorrichtung in Eingriff steht.
Figurenliste
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen mit besserem Verständnis der Erfindung durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne Weiteres hervor, in den Zeichnungen zeigen:

1A eine schematische Darstellung eines Fahrzeuggetriebes für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeuggetriebe ein Schaltsystem umfasst, das eine Schalttrommel, einen Aktuator, einen Elektromotor, ein Eingangsglied, eine Kupplung, die zum selektiven Übertragen von Drehmoment durch eine erste Übersetzung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist, und eine Schaltanordnung, die zum selektiven Übertragen von Drehmoment durch eine zweite Übersetzung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist, aufweist;
1B eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das eine erste und eine zweite Schalttrommel, einen ersten und einen zweiten Aktuator und einen ersten und einen zweiten Elektromotor umfasst, wobei die Kupplung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist;
1C eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das eine dritte Schalttrommel, einen dritten Aktuator und einen dritten Elektromotor umfasst, wobei die Kupplung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist;
1D eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das die Schalttrommel, den Aktuator, den Elektromotor und eine Vorgelegewelle umfasst und wobei die Kupplung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist;
1E eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das die erste und die zweite Schalttrommel, den ersten und den zweiten Aktuator und den ersten und den zweiten Elektromotor umfasst, wobei die Kupplung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist;
1F eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das die dritte Schalttrommel, den dritten Aktuator und den dritten Elektromotor umfasst, wobei die Kupplung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist;
2A eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das die Schalttrommel, den Aktuator, den Elektromotor und die Vorgelegewelle umfasst, wobei die Kupplung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist;
2B eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes mit einer ersten und einer zweiten Schalttrommel, einem ersten und einem zweiten Aktuator und einem ersten und einem zweiten Elektromotor und wobei die Kupplung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist;
2C eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes mit der dritten Schalttrommel, dem dritten Aktuator und dem dritten Elektromotor und wobei die Kupplung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit dem Eingangsglied gekoppelt ist;
2D eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes, das die Schalttrommel, den Aktuator, den Elektromotor und die Vorgelegewelle umfasst, wobei die Kupplung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist;
2E eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes mit der ersten und der zweiten Schalttrommel, dem ersten und dem zweiten Aktuator und dem ersten und dem zweiten Elektromotor und wobei die Kupplung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist;
2F eine schematische Darstellung des Fahrzeuggetriebes mit der dritten Schalttrommel, dem dritten Aktuator und dem dritten Elektromotor und wobei die Kupplung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist und die Schaltanordnung mit der Vorgelegewelle gekoppelt ist;
3 eine schematische Darstellung eines Schaltplans für das Schaltsystem des Fahrzeuggetriebes, wobei X/X eine erste Kupplungsstellung bezeichnet, X/O eine zweite Kupplungsstellung bezeichnet, O/O eine dritte Kupplungsstellung bezeichnet, O/X eine vierte Kupplungsstellung bezeichnet, DP1 eine erste Trennvorrichtungsstellung bezeichnet, DP2 eine zweite Trennvorrichtungsstellung bezeichnet, ENG eine eingerückte Stellung der Kupplungsplatten der Schaltanordnung bezeichnet und D-ENG eine ausgerückte Stellung der Kupplungsplatten bezeichnet;
4A eine perspektivische Ansicht einer schaltbaren Freilaufkupplung, wobei die schaltbare Freilaufkupplung der stationären Art ist und wobei die schaltbare Freilaufkupplung einen Innenring, einen Außenring, mehrere Sperrklinken, die über den Umfang hinweg voneinander beabstandet sind, und einen mit den Sperrklinken gekoppelten Aktuatorring aufweist;
4B eine perspektivische Ansicht der schaltbaren Freilaufkupplung, wobei die schaltbare Freilaufkupplung der drehenden Art ist;
4C eine Querschnittsansicht der schaltbaren Freilaufkupplung von 4B;
5A eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, die eine Betätigungsplatte und mehrere Kupplungsplatten aufweist, wobei sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die Trennvorrichtung mit einer Eingangsnabe der Schaltanordnung außer Eingriff befindet, befindet und sich die Betätigungsplatte in der ersten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der eingerückten Stellung befinden, befindet;
5B eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die Trennvorrichtung außer Eingriff mit der Eingangsnabe befindet, befindet und sich die Betätigungsplatte in der zweiten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der ausgerückten Stellung befinden, befindet;
5C eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung, in der die Trennvorrichtung mit der Eingangsnabe in Eingriff steht, befindet und sich die Betätigungsplatte in der zweiten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der ausgerückten Stellung befinden, befindet;
5D eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung, in der die Trennvorrichtung mit der Eingangsnabe in Eingriff steht, befindet und sich die Betätigungsplatte in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der eingerückten Stellung befinden, befindet;
6A eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei die Trennvorrichtung eine Synchronisiervorrichtung ist und wobei sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die Trennvorrichtung außer Eingriff mit einer Eingangsnabe befindet, befindet und sich die Betätigungsplatte in der ersten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der eingerückten Stellung befinden, befindet;
6B eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei die Trennvorrichtung eine Synchronisiervorrichtung ist und wobei sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die Trennvorrichtung außer Eingriff mit der Eingangsnabe befindet, befindet und sich die Betätigungsplatte in der zweiten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der ausgerückten Stellung befinden, befindet;
6C eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei die Trennvorrichtung eine Synchronisiervorrichtung ist und wobei sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung, in der die Trennvorrichtung mit der Eingangsnabe in Eingriff steht, befindet und sich die Betätigungsplatte in der zweiten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der ausgerückten Stellung befinden, befindet;
6D eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei die Trennvorrichtung eine Synchronisiervorrichtung ist und wobei sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung, in der die Trennvorrichtung mit der Eingangsnabe in Eingriff steht, befindet und sich die Betätigungsplatte in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der eingerückten Stellung befinden, befindet;
7A eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die Trennvorrichtung außer Eingriff mit der Eingangsnabe befindet, befindet und sich die Betätigungsplatte in der ersten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der eingerückten Stellung befinden, befindet;
7B eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die Trennvorrichtung außer Eingriff mit der Eingangsnabe befindet, befindet und sich die Betätigungsplatte in der zweiten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der ausgerückten Stellung befinden, befindet;
7C eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung, in der die Trennvorrichtung mit der Eingangsnabe in Eingriff steht, befindet und sich die Betätigungsplatte in der zweiten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der ausgerückten Stellung befinden, befindet;
7D eine Querschnittsansicht der Schaltanordnung, wobei sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung, in der die Trennvorrichtung mit der Eingangsnabe in Eingriff steht, befindet und sich die Betätigungsplatte in der ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten in der eingerückten Stellung befinden, befindet;
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des Schaltsystems, wobei sich das Verfahren auf das Umschalten der Drehmomentübertragung zwischen der ersten und der zweiten Übersetzung unter Verwendung der schaltbaren Freilaufkupplung richtet;
9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des Schaltsystems, wobei sich das Verfahren auf das Parken des Fahrzeugs richtet;
10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des Schaltsystems, wobei sich das Verfahren auf das Umschalten der Drehmomentübertragung zwischen der ersten und der zweiten Übersetzung unter Verwendung der Kupplung richtet;
11A eine perspektivische Ansicht der ersten Schalttrommel, die eine erste Nut definiert, und eines ersten Aktuators, der zumindest zum Teil in der ersten Nut angeordnet ist;
11B eine perspektivische Ansicht der zweiten Schalttrommel, die eine zweite Nut definiert, und eines zweiten Aktuators, der zumindest zum Teil in der zweiten Nut angeordnet ist; und
11 C eine perspektivische Ansicht der dritten Schalttrommel, die eine dritte Nut definiert, und eines dritten Aktuators, der zumindest zum Teil in der dritten Nut angeordnet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen übereinstimmende Bezugszeichen über die verschiedenen Ansichten hinweg übereinstimmende Teile angeben, wird in 1A-2F ein Fahrzeuggetriebe 10 in schematischer Darstellung bereitgestellt. Das Fahrzeuggetriebe 100 weist einen Zahnradsatz 12 mit einer ersten Übersetzung 14 und einer von der ersten Übersetzung 14 verschiedenen zweiten Übersetzung 16 auf. Das Fahrzeuggetriebe 10 umfasst ein Schaltsystem 18, wie in 1A-2F gezeigt wird.
Das Schaltsystem 18 umfasst ein Eingangsglied 20, das sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten Ende 22 und einem von dem ersten Ende 22 beabstandeten zweiten Ende 24 erstreckt. Das Eingangsglied 20 ist um die Achse A drehbar. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Eingangsglied 20 eine Welle oder ein Zahnrad sein. Das Schaltsystem 18 umfasst des Weiteren eine Kupplung 25, die mit dem Eingangsglied 20 gekoppelt ist. Die Kupplung 25 ist dazu konfiguriert, selektiv die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 zu gestatten. Bei der Kupplung 25 kann es sich um eine Vielfalt von Kupplungsarten und Konfigurationen handeln, die nachstehend genauer angeführt werden. Insbesondere, jedoch nicht erforderlich, kann die Kupplung 25 eine schaltbare Freilaufkupplung 26 sein. Wenn vorhanden ist die schaltbare Freilaufkupplung 26 mit dem Eingangsglied 20 drehgekoppelt, und die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist zwischen einer ersten Kupplungsstellung (in 3 als X/X bezeichnet), einer zweiten Kupplungsstellung (in 3 als X/O bezeichnet) und einer dritten Kupplungsstellung (in 3 als O/O bezeichnet) bewegbar.
Die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist dazu konfiguriert, in der ersten Kupplungsstellung X/X gemäß der Darstellung in 3 die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 entweder in einer ersten Drehrichtung D1 oder einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung D2 zu gestatten. In der ersten Kupplungsstellung X/X befindet sich die schaltbare Freilaufkupplung 26 in einer verriegelt/verriegelt-Konfiguration. In dieser verriegelt/verriegelt-Konfiguration kann Drehmoment von dem Eingangsglied 20 durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 in der ersten Drehrichtung D1 übertragen werden. Es versteht sich auch, dass Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 in der zweiten Drehrichtung D2 auf das Eingangsglied 20 übertragen werden kann. Anders ausgedrückt kann Drehmoment in der ersten Kupplungsstellung X/X entweder in der ersten Drehrichtung D1 oder der zweiten Drehrichtung D2 übertragen werden. Es versteht sich, dass die erste Drehrichtung D1 im Uhrzeigersinn verlaufen kann und die zweite Drehrichtung D2 entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufen kann. Alternativ dazu versteht sich, dass die erste Drehrichtung D1 entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufen kann und die zweite Drehrichtung D2 im Uhrzeigersinn verlaufen kann.
Die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist dazu konfiguriert, in der zweiten Kupplungsstellung X/O gemäß der Darstellung in 3 die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 in der ersten Drehrichtung D1 zu gestatten und die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 in der zweiten Drehrichtung D2 zu verhindern. In der zweiten Kupplungsstellung X/O befindet sich die schaltbare Freilaufkupplung 26 in einer verriegelt/frei-Konfiguration. In dieser verriegelt/frei-Konfiguration kann Drehmoment von dem Eingangsglied 20 durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 in der ersten Drehrichtung D1 übertragen werden. Jedoch wird die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 auf das Eingangsglied 20 in der zweiten Drehrichtung D2 verhindert. Diese verriegelt/frei-Konfiguration wird in der Regel als Überholen der schaltbaren Freilaufkupplung 26 bezeichnet und unterstützt das Umschalten der Drehmomentübertragung von entweder durch die erste Übersetzung 14 auf die zweite Übersetzung 16 oder durch die zweite Übersetzung 16 auf die erste Übersetzung 14. Die zweite Kupplungsstellung X/O kann somit als schaltbereit bezeichnet werden.
Die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist dazu konfiguriert, in der dritten Kupplungsstellung O/O gemäß der Darstellung in 3 die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 entweder in der ersten Drehrichtung D1 oder der zweiten Drehrichtung D2 zu verhindern. In der dritten Kupplungsstellung O/O ist die schaltbare Freilaufkupplung 26 in einer frei/frei-Konfiguration. In dieser frei/frei-Konfiguration wird die Übertragung von Drehmoment von dem Eingangsglied 20 durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 in der ersten Drehrichtung D1 verhindert. In dieser frei/frei-Konfiguration wird auch die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 auf das Eingangsglied 20 in der zweiten Drehrichtung D2 verhindert. Die frei/frei-Konfiguration beschränkt Widerstandsverluste am Schaltsystem 18 durch Drehentkoppeln der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 von dem Eingangsglied 20.
Das Schaltsystem 18 umfasst des Weiteren eine Trennvorrichtung 28, die mit dem Eingangsglied 20 gekoppelt ist. Die Trennvorrichtung 28 ist zwischen einer ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 gemäß der Darstellung in 3, 5A, 5B, 6A, 6B, 7A und 7B und einer zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 gemäß der Darstellung in 3, 5C, 5D, 6C, 6D, 7C und 7D bewegbar. Das Schaltsystem 18 umfasst des Weiteren ein Ausgangsglied 30, das von dem Eingangsglied 20 beabstandet ist, und das Ausgangsglied 30 ist dahingehend mit dem Eingangsglied 20 um die Achse A selektiv drehbar, selektiv Drehmoment durch die jeweils andere Übersetzung - der ersten oder der zweiten 14, 16 - des Zahnradsatzes 12 zu übertragen.
Das Schaltsystem 18 umfasst ferner eine Schaltanordnung 32 zum selektiven Drehkoppeln des Eingangsglieds 20 und des Ausgangsglieds 30. Unter Bezugnahme auf 5A-7D umfasst die Schaltanordnung 32 eine Eingangsnabe 34, die mit dem Eingangsglied 20 gekoppelt ist. Die Eingangsnabe 34 weist eine trennbare Komponente 36 auf, die in die Trennvorrichtung 28 einrückbar ist, und die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 ist aus der Trennvorrichtung 28 ausgerückt, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 befindet, und die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 ist in die Trennvorrichtung 28 eingerückt, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 befindet.
Die Trennvorrichtung 28 trennt das Eingangsglied 20 und die trennbare Komponente 36 drehbar, wodurch das Eingangsglied 20 und die Eingangsnabe 34 drehbar getrennt werden. Bei einer Ausführungsform ist die Trennvorrichtung 28 eine Trennkupplung. Alternativ dazu ist die Trennvorrichtung 28 bei einer weiteren Ausführungsform eine Synchronisiervorrichtung. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Trennvorrichtung 28 eine Synchronisiervorrichtung ist, kann die Synchronisiervorrichtung einen Synchronisierring, einen Synchronisierkegel, eine Synchronisiernabe und eine Synchronisierhülse aufweisen. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist die Trennvorrichtung 28 eine Klauenkupplung.
Die Eingangsnabe 34 weist eine Kupplungseinrückkomponente 38 auf. Die Schaltanordnung 32 umfasst mehrere Kupplungsplatten 40, die mit der Kupplungseinrückkomponente 38 der Eingangsnabe 34 gekoppelt sind. Die mehreren Kupplungsplatten 40 sind zwischen einer eingerückten Stellung ENG und einer ausgerückten Stellung D-ENG bewegbar. In der eingerückten Stellung ENG gemäß der Darstellung in 3, 5A, 5D, 6A, 6D, 7A und 7D stehen die Kupplungsplatten 40 miteinander in Eingriff. In der ausgerückten Stellung D-ENG gemäß der Darstellung in 3, 5B, 5C, 6B, 6C, 7B und 7C sind die Kupplungsplatten 40 außer Eingriff miteinander. Die Schaltanordnung 32 umfasst des Weiteren einen Kupplungsplattenträger 42, der mit den mehreren Kupplungsplatten 40 und mit dem Ausgangsglied 30 zur Übertragung von Drehmoment von der Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34, durch die mehreren Kupplungsplatten 40 und den Kupplungsplattenträger 42 auf das Ausgangsglied 30 gekoppelt ist.
Das Schaltsystem 18 führt zu geringen Widerstandsverlusten, wodurch der Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung zwischen einem Motor und dem Fahrzeuggetriebe 10 erhöht wird. Darüber hinaus erzeugt das Schaltsystem 18 einen sanften Eingriff zwischen dem Motor und dem Fahrzeuggetriebe 10 durch die Schaltanordnung 32 (d. h. durch die Verbindung mit der Trennvorrichtung 28 und das Einrücken der mehreren Kupplungsplatten 40), was zu weniger Vibrationen und einem angenehmeren Fahrerlebnis führt. Weiterhin gestattet die Kupplung 26, dass das Schaltsystem 18 geringe Drehverluste erzielt, indem die Schaltanordnung 32 drehentkoppelt wird, wenn keine Übertragung von Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 erforderlich ist. Die geringen Drehverluste, die durch die Kombination der 26 und der Schaltanordnung 32 gestattet werden, gestatten, dass die erste und die zweite Übersetzung 14, 16 des Fahrzeuggetriebes 10 im Vergleich zu einem einstufigen Getriebe Nettoenergieeinsparungen erzielen.
Wie oben erörtert wird, versteht sich, dass es sich bei der Kupplung 25 um eine Vielfalt von Kupplungsarten und Konfigurationen handeln kann. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Kupplung 25 die schaltbare Freilaufkupplung 26 sein. In weiteren nicht einschränkenden Beispielen kann die Kupplung 25 jedoch eine andere Schaltanordnung gemäß hier erfolgender Beschreibung sein, kann eine Trockenreibungskupplung sein, kann eine Nassreibungskupplung sein, kann eine Einplattenkupplung sein, kann eine Mehrplattenkupplung sein, kann eine Kegelkupplung sein, kann eine Klauenkupplung sein oder kann eine Fliehkraftkupplung sein. Darüber hinaus ist bei einigen Ausführungsformen mindestens ein Abschnitt der Kupplung 25 mit dem Eingangsglied 14 drehgekoppelt.
Es versteht sich, dass der Motor ein Verbrennungsmotor sein kann oder ein Elektromotor sein kann. Es versteht sich des Weiteren, dass der Motor mit einer Hinterachse des Fahrzeugs gekoppelt sein kann. Bei einer Ausführungsform ist der Motor der Elektromotor und ist mit der Hinterachse des Fahrzeugs drehgekoppelt und dazu konfiguriert, die Hinterachse des Fahrzeugs zum Vortreiben des Fahrzeugs zu drehen.
Die schaltbare Freilaufkupplung 26 kann einen Innenring 44 und einen um den Innenring 44 herum angeordneten Außenring 46 aufweisen, wie in 4A-4C gezeigt wird. Der Innenring 44 und der Außenring 46 können konzentrisch miteinander sein. Bei einer Ausführungsform gemäß der Darstellung in 1A-1F können der Innen- und der Außenring 44, 46 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet sein. Der Innenring 44 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 kann mit dem Eingangsglied 20 drehgekoppelt sein. Der Innenring 44 kann in einem nicht einschränkenden Beispiel durch Keilverzahnung mit dem Eingangsglied 20 verbunden sein, so dass eine Drehung des Eingangsglieds 20 zu einer Drehung des Innenrings 44 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 führt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Innenring 44 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 mit dem Eingangsglied 20 verschraubt oder anderweitig mechanisch daran befestigt sein.
Die schaltbare Freilaufkupplung 26 kann auch mindestens eine Sperrklinke 48 aufweisen, die zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 angeordnet ist. Die Sperrklinke 48 drehkoppelt selektiv den Innenring 44 und den Außenring 46. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Sperrklinke 48 zum dahingehenden Eingriff mit sowohl dem Innenring 44 als auch dem Außenring 46 gedreht werden, eine Relativdrehung zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 zu verhindern. Es versteht sich, dass die Sperrklinke 48 eine Drehkopplung zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 in der ersten Drehrichtung D1 gestatten kann, während eine Drehkupplung zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 in der zweiten Drehrichtung D2 verhindert wird. Alternativ dazu versteht sich, dass die Sperrklinke 48 eine Drehkopplung zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 in der zweiten Drehrichtung D2 gestatten kann, während eine Drehkopplung zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 in der ersten Drehrichtung D1 verhindert wird. Die Sperrklinke 48 kann des Weiteren eine Drehkopplung zwischen dem Innenring 44 und dem Außenring 46 in sowohl der ersten Drehrichtung D1 als auch der zweiten Drehrichtung D2 verhindern oder gestatten.
Die mindestens eine Sperrklinke 48 kann ferner als mehrere Sperrklinken 50, die über den Umfang hinweg voneinander beabstandet sind, definiert sein. Die schaltbare Freilaufkupplung 26 kann ferner einen Aktuatorring 52 umfassen, der dahingehend mit den mehreren Sperrklinken 50 gekoppelt ist, den Innen- und den Außenring 44, 46 selektiv drehbar miteinander zu verriegeln. Der Aktuatorring 52 kann in physischem Kontakt mit den Sperrklinken 50 sein, so dass eine Bewegung, beispielsweise eine Drehung, des Aktuatorrings 52 zu einer Bewegung, beispielsweise Drehung, der Sperrklinken 50 führt. Der Aktuatorring 52 kann von einem kleinen Elektromotor oder Solenoid elektrisch betätigt werden. Der kleine Elektromotor oder Solenoid kann mit dem Außenring 46 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 gekoppelt sein. Es versteht sich des Weiteren, dass der Aktuatorring 52 hydraulisch, pneumatisch oder anderweitig betätigt werden kann.
Die Schaltanordnung 32 kann ferner ein Vorspannglied 54 umfassen, das dahingehend mit den mehreren Kupplungsplatten 40 gekoppelt ist, die mehreren Kupplungsplatten 40 in die eingerückte Stellung ENG vorzuspannen. Anders ausgedrückt können die mehreren Kupplungsplatten 40 normalerweise geschlossen sein und sich in der eingerückten Stellung ENG in Ruhestellung befinden. Da sich die mehreren Kupplungsplatten 40 der Schaltanordnung 32 aufgrund dessen, dass das Vorspannglied 54 die mehreren Kupplungsplatten 40 in die eingerückte Stellung ENG vorspannt, in der Ruhestellung in der eingerückten Stellung ENG befinden, ist die Schaltanordnung 32 energiesparend, und somit ist auch das Schaltsystem 18 energiesparend. Anders ausgedrückt ist, da keine Energie von einem elektronischen Aktuator oder einem hydraulischen Aktuator zum Halten der mehreren Kupplungsplatten 40 in der eingerückten Stellung ENG erforderlich ist, die Schaltanordnung 32 energiesparend und somit ist das Schaltsystem 18 energiesparend.
Die Schaltanordnung 32 kann ferner eine Betätigungsplatte 56 umfassen, die mit dem Vorspannglied 54 gekoppelt ist. Wenn vorhanden, ist die Betätigungsplatte 56 zwischen einer ersten Plattenstellung, in der sich die mehreren Kupplungsplatten 40 in der eingerückten Stellung ENG befinden, und einer zweiten Plattenstellung, in der die Betätigungsplatte 56 mit dem Vorspannglied 54 in Eingriff steht und sich die mehreren Kupplungsplatten 40 in der ausgerückten Stellung D-ENG befinden, bewegbar.
Bei einer Ausführungsform sind die Betätigungsplatte 56 und die Trennvorrichtung 28 unabhängig voneinander bewegbar. Die Betätigungsplatte 56 kann von der ersten Plattenstellung in die zweite Plattenstellung bewegt werden, was dazu führt, dass sich die mehreren Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückten Stellung D-ENG bewegen, und zwar unabhängig davon, ob sich die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DPI oder der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 befindet, und ohne Auswirkung auf die Stellung der Trennvorrichtung 28. Gleichermaßen kann die Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden, was dazu führt, dass die Eingangsnabe 34 eingerückt wird, und zwar unabhängig davon, ob sich die Betätigungsplatte 56 in der ersten Plattenstellung oder der zweiten Plattenstellung befindet, und ohne Auswirkung auf die Stellung der Betätigungsplatte 56.
Bei der Ausführungsform, bei der die Betätigungsplatte 56 und die Trennvorrichtung 28 unabhängig voneinander bewegbar sind, kann das Schaltsystem 18 des Weiteren einen ersten Aktuator, der dahingehend mit der Trennvorrichtung 28 gekoppelt ist, die Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 unabhängig von der Betätigungsplatte 56 zu bewegen, und einen zweiten Aktuator, der dahingehend mit der Betätigungsplatte 56 gekoppelt ist, die Betätigungsplatte 56 aus der ersten Plattenstellung in die zweite Plattenstellung unabhängig von der Trennvorrichtung 28 zu bewegen, umfassen. Es versteht sich, dass der erste und der zweite Aktuator unter anderem durch mechanische Betätigung, elektrische Betätigung, hydraulische Betätigung oder pneumatische Betätigung bewegt werden können.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Eingangsglied 20 mit dem Ausgangsglied 30 drehgekoppelt, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 befindet und sich die Betätigungsplatte 56 in der ersten Plattenstellung befindet. Anders ausgedrückt kann das Eingangsglied 20 mit dem Ausgangsglied 30 drehgekoppelt sein, wenn sich die Betätigungsplatte 56 in der ersten Plattenstellung, in der das Vorspannglied 54 die mehreren Kupplungsplatten 40 in die eingerückte Stellung ENG vorspannen kann, befindet und wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2, in der die Trennvorrichtung 28 mit der Eingangsnabe 34 in Eingriff steht, befindet. In diesen Stellungen kann Drehmoment von dem Eingangsglied 20, durch die Eingangsnabe 34, die mehreren Kupplungsplatten 40 und den Kupplungsplattenträger 42 auf das Ausgangsglied 30 übertragen werden.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Eingangsglied 20 von dem Ausgangsglied 30 drehentkoppelt, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 befindet und/oder wenn sich die Betätigungsplatte 56 in der zweiten Plattenstellung befindet. Anders ausgedrückt ist das Eingangsglied 20 von dem Ausgangsglied 30 drehentkoppelt, wenn sich entweder die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 befindet, sich die Betätigungsplatte 56 in der zweiten Plattenstellung befindet oder sich die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 befindet sowie sich die Betätigungsplatte 56 in der zweiten Plattenstellung befindet. In diesen Stellungen kann kein Drehmoment von dem Eingangsglied 20 auf das Ausgangsglied 30 übertragen werden.
Die Trennvorrichtung 28 und die mehreren Kupplungsplatten 40 sind bei den Ausführungsformen, bei denen das Eingangsglied 20 nur mit dem Ausgangsglied 30 drehgekoppelt ist, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 befindet und sich die Betätigungsplatte 56 in der ersten Plattenstellung befindet, in Reihe zueinander angeordnet. Anders ausgedrückt ist, wenn sich entweder die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DPI, in der sich die Trennvorrichtung 28 mit der Eingangsnabe 34 außer Eingriff befindet, befindet oder sich die Betätigungsplatte 56 in der zweiten Plattenstellung, in der die mehreren Kupplungsplatten 40 ausgerückt sind, befindet, das Eingangsglied 20 von dem Ausgangsglied 30 drehentkoppelt. Somit muss bei Anordnung in Reihe die Trennvorrichtung 28 mit der Eingangsnabe 34 in Eingriff stehen und die mehreren Kupplungsplatten 40 müssen miteinander in Eingriff stehen, um Drehmoment direkt von dem Eingangsglied 20 auf das Ausgangsglied 30 zu übertragen.
Die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 und die Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 können integral miteinander sein. Alternativ dazu können die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 und die Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 separate Komponenten sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 durch Keile, Nasen oder Bolzen mit der trennbaren Komponente 36 der Eingangsnabe 34 drehverbunden sein. Es versteht sich auch, dass die Eingangsnabe 34 mehr als zwei Komponenten sein kann und eine dritte Komponente oder mehr zur Übertragung von Drehmoment von dem Eingangsglied 20 auf die mehreren Kupplungsplatten 40 umfassen kann.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Schaltanordnung 32 gemäß der Darstellung in 5A-6D ferner eine Betätigungszwischenplatte 58, die derart mit der Betätigungsplatte 56 gekoppelt ist, dass die Betätigungsplatte 56 zwischen der Betätigungszwischenplatte 58 und dem Vorspannglied 54 angeordnet ist. Die Betätigungsplatte 56 ist von der Betätigungszwischenplatte 58 in der ersten Plattenstellung zum Einrücken der mehreren Kupplungsplatten 40 in Kontakt bringbar. Bei dieser Ausführungsform überträgt die Betätigungszwischenplatte 58 dahingehend Kraft auf die Betätigungsplatte 56 und somit auf das Vorspannglied 54, das Vorspannglied 54 zu bewegen und dafür zu sorgen, dass sich die mehreren Kupplungsplatten 40 in der ausgerückten Stellung D-ENG befinden. Es versteht sich, dass die Betätigungszwischenplatte 58 üblicherweise auch als eine Ausrückplatte bezeichnet wird.
Obgleich dies nicht erforderlich ist, kann die Schaltanordnung 32 des Weiteren einen Stützring 60 umfassen, der zwischen dem Vorspannglied 54 und der Kupplungseinrückkomponente 42 zum Stützen der mehreren Kupplungsplatten 40 angeordnet ist. Der Stützring 60 kann um die Achse A herum angeordnet sein und kann mit entweder dem Eingangsglied 20 oder dem Ausgangsglied 30 drehbar sein. Der Stützring 60 kann von den mehreren Kupplungsplatten 40 entlang der Achse A beabstandet sein, wie in 7A-7D gezeigt wird, und kann mit dem Kupplungsplattenträger 42 drehgekoppelt sein.
Bei einigen Ausführungsformen gemäß der Darstellung in 7A-7D ist das Vorspannglied 54 von der Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 und dem Kupplungsplattenträger 42 entlang der Achse A beabstandet, so dass die Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 zwischen dem Vorspannglied 54 und dem Kupplungsplattenträger 42 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Stützring 60 zwischen dem Vorspannglied 54 und den mehreren Kupplungsplatten 40 angeordnet, ist zwischen dem Vorspannglied 54 und der Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 angeordnet.
Bei weiteren Ausführungsformen gemäß der Darstellung in 7A-7D ist die Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 von dem Vorspannglied 54 und dem Kupplungsplattenträger 42 entlang der Achse A beabstandet, so dass das Vorspannglied 54 zwischen der Kupplungseinrückkomponente 42 der Eingangsnabe 34 und dem Kupplungsplattenträger 42 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Stützring 60 zwischen dem Vorspannglied 54 und der Kupplungseinrückkomponente 42 angeordnet.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Vorspannglied 54 eine Bellevillefeder. Es versteht sich jedoch, dass das Vorspannglied 54 jegliche Art von Feder, darunter unter anderem eine Wellenfeder, eine Schraubenfeder und eine Kegelfeder, sein kann.
Gemäß der Darstellung in 5A-6D kann das Ausgangsglied 30 von dem Eingangsglied 20 entlang der Achse A beabstandet sein. Bei den Ausführungsformen, bei denen das Ausgangsglied 30 von dem Eingangsglied 20 entlang der Achse A beabstandet ist, kann das Eingangsglied 20 eine Welle sein und das Ausgangsglied 30 kann auch eine Welle sein. Bei dieser Ausführungsform kann das Ausgangsglied 30 der einzige Ausgang des Schaltsystems 18 sein.
Es versteht sich, dass sich die Betätigungsplatte 56 bei den in 5A-6D dargestellten Ausführungsformen entlang der Achse aus der ersten Plattenstellung in die zweite Plattenstellung zur translatorischen Bewegung des Vorspannglieds 54 entlang der Achse translatorisch bewegen kann. Dabei werden die mehreren Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückten Stellung D-ENG bewegt.
Gemäß der Darstellung in 7A-7D kann das Ausgangsglied 30 von dem Eingangsglied 20 radial beabstandet und um dieses herum angeordnet sein. Bei den Ausführungsformen, bei denen das Ausgangsglied 30 von dem Eingangsglied 20 radial beabstandet und um dieses herum angeordnet ist, kann das Ausgangsglied 30 einer von mindestens zwei Ausgängen des Schaltsystems 18 sein. Ein weiterer Ausgang, bei dem es sich nicht um das Ausgangsglied 30 selbst handelt, kann das Eingangsglied 20 sein. Anders ausgedrückt kann, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 befindet oder sich die Betätigungsplatte 56 in der zweiten Plattenstellung befindet, das Eingangsglied 20 noch zur Übertragung von Drehmoment in der Lage sein. Es versteht sich, dass das Ausgangsglied 30 bei den Ausführungsformen, bei denen das Ausgangsglied 30 von dem Eingangsglied 20 radial beabstandet und um dieses herum angeordnet ist, ein Zahnrad sein kann.
Es versteht sich, dass bei den in 7A-7D dargestellten Ausführungsformen das Vorspannglied 54 um einen Schwenkpunkt des Vorspannglieds 54 schenken kann, wenn ein Bereich der Betätigungsplatte 56, der dem Eingangsglied 20 am nächsten liegt, entlang der Achse A translatorisch bewegt wird. Dabei wird ein Bereich der Betätigungsplatte 56, der am weitesten von dem Eingangsglied 20 weg liegt, von den mehreren Kupplungsplatten 40 weg bewegt, und die mehreren Kupplungsplatten 40 werden aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG bewegt. Es versteht sich, dass der Schwenkpunkt, an dem das Vorspannglied 54 schwenken kann, da gezeigt wird, wo der Stützring 60 und eine zusätzliche Grundplatte beide das Vorspannglied 54 berühren. Die Kontaktbereiche des Stützrings 60 und der zusätzlichen Grundplatte, an denen der Stützring 60 und/oder die zusätzliche Grundplatte das Vorspannglied 54 berührt bzw. berühren, können gegen Abrieb verhärtet sein.
Bei einigen Ausführungsformen ist die schaltbare Freilaufkupplung 26 ferner zwischen einer vierten Stellung gemäß der Darstellung in 3, in der die schaltbare Freilaufkupplung 26 konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 in der zweiten Drehrichtung D1 gestattet und die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Zahnradsatzes 12 von dem Eingangsglied 20 in der ersten Drehrichtung D1 verhindert, bewegbar. Die schaltbare Freilaufkupplung 26 bei diesen Ausführungsformen wird in der Regel als eine Viermoduskupplung bezeichnet. Es versteht sich auch, dass die schaltbare Freilaufkupplung 26 auch als ein Mehrfachmoduskupplungsmodul bezeichnet werden kann. Ein Beispiel für ein Mehrfachmoduskupplungsmodul wird in US-Patent Nr. 9,151,345 (am 2. Juni 2014 eingereicht und am 6. Oktober 2015 erteilt), 9, 726, 263 (am 27. Januar 2014 eingereicht und am 8. August 2017 erteilt), 10,151,359 (am 24. Mai 2016 eingereicht und am 11. Dezember 2018 erteilt), auf deren Offenbarungen hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird, beschrieben.
Bei den Ausführungsformen, bei denen die schaltbare Freilaufkupplung 26 zwischen einer vierten Kupplungsstellung (in 3 als O/X bezeichnet) bewegbar ist, kann das Schaltsystem 18 Regeneration des Elektromotors gestatten. Insbesondere kann das Schaltsystem 18 regeneratives Bremsen gestatten. Drehmoment kann von der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 durch die schaltbare Freilaufkupplung 26 in der vierten Kupplungsstellung O/X und/oder die Schaltanordnung zu dem Elektromotor übertragen werden. In diesem Fall kann der Elektromotor ein Generator sein, der eine Drehbewegung des Eingangsglieds 20 in elektrische Energie umwandelt.
Das Fahrzeuggetriebe kann auch eine Vorgelegewelle 62 umfassen, die von dem Eingangsglied 20 beabstandet und um die Achse A drehbar ist. Es versteht sich, dass die Vorgelegewelle 62 auch als eine Zwischenwelle 62 bezeichnet werden kann. Die Kupplung 26 kann dazu konfiguriert sein, Drehmoment von dem Eingangsglied 20 auf die Vorgelegewelle 62 durch die erste Übersetzung 14 zu übertragen. Die Schaltanordnung 32 kann dazu konfiguriert sein, Drehmoment von dem Ausgangsglied 30 auf die Vorgelegewelle 62 durch die zweite Übersetzung 16 zu übertragen. Es versteht sich, dass das Ausgangsglied 30 eine Welle, ein Zahnrad oder sogar die Vorgelegewelle 62 selbst sein kann.
Es versteht sich, dass der Innen- und der Außenring 44, 46 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet sein können, wie in 1A-1F gezeigt wird. Es versteht sich des Weiteren, dass bei den Ausführungsformen, bei denen der Innen- und der Außenring 44, 46 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet sind, die Schaltanordnung 32 entweder mit dem Eingangsglied 20 gemäß der Darstellung in 1A-1C gekoppelt sein kann oder mit der Vorgelegewelle 62 gemäß der Darstellung in 1D-1F gekoppelt sein kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der Darstellung in 2A-2F sind der Innen- und der Außenring 44, 46 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 um die Vorgelegewelle 62 herum angeordnet und axial auf diese ausgerichtet. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das Eingangsglied 20 direkt von dem Motor zu der Schaltanordnung 32. Es versteht sich jedoch, dass das Eingangsglied 20 bei einer oder beiden der Ausführungsformen, bei denen die schaltbare Freilaufkupplung 26 um das Eingangsglied 20 oder die Vorgelegewelle 62 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet ist, ein Festkörper, unitär und einstückig sein kann. Es versteht sich des Weiteren, dass bei den Ausführungsformen, bei denen der Innen- und der Außenring 44, 46 der schaltbaren Freilaufkupplung 26 um die Vorgelegewelle 62 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet sind, die Schaltanordnung 32 entweder mit dem Eingangsglied 20 gemäß der Darstellung in 2A-2C gekoppelt sein kann oder mit der Vorgelegewelle 62 gemäß der Darstellung in 2D-2F gekoppelt sein kann.
Gemäß der Darstellung in 1A, 2A, 1D und 2D kann das Schaltsystem auch eine Schalttrommel 64 umfassen, die mit der Kupplung 25 und/oder der Schaltanordnung 32 wirkgekoppelt ist. Anders ausgedrückt kann die Schalttrommel 64 mit der Kupplung 25, mit der Schaltanordnung 32 oder mit sowohl der Kupplung 25 als auch der Schaltanordnung 32 wirkgekoppelt sein. Die Schalttrommel 64 kann dazu konfiguriert sein, selektiv Drehmoment durch die Kupplung 25 und/oder die Schaltanordnung 32 zu übertragen. Die Schalttrommel 64 ist dazu konfiguriert, selektiv Drehmoment durch die Komponente(n), mit der (denen) die Schalttrommel 64 wirkverbunden ist, zu übertragen. Anders ausgedrückt ist bei den Ausführungsformen, bei denen die Schalttrommel 64 mit der Kupplung 25 wirkgekoppelt ist, die Schalttrommel 64 dazu konfiguriert, selektiv Drehmoment durch die Kupplung 25 zu übertragen. Darüber hinaus ist die Schalttrommel 64 bei den Ausführungsformen, bei denen die Schalttrommel 64 mit der Schaltanordnung 32 wirkgekoppelt ist, dazu konfiguriert, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Schalttrommel 64 mit sowohl der Kupplung 25 als auch der Schaltanordnung 32 wirkverbunden ist, ist die Schalttrommel 64 dazu konfiguriert, selektiv Drehmoment durch sowohl die Kupplung 25 als auch die Schaltanordnung 32 zu übertragen.
Gemäß der Darstellung in 11A kann die Schalttrommel 64 mindestens eine Nut 66 definieren. Das Schaltsystem 18 kann einen Aktuator 68 umfassen, der zumindest zum Teil in der Nut 66 angeordnet ist. Der Aktuator 68 ist in der Nut 66 der Schalttrommel 64 beweglich, wodurch die relative Position des Aktuators 68 im Vergleich zu der Kupplung 25 und/oder der Schaltanordnung 32 beeinflusst wird. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Aktuator 68 in der Nut 66 der Schalttrommel 64 derart beweglich sein, dass die Kupplungsplatten 40 zwischen der eingerückten Stellung ENG und der ausgerückten Stellung D-ENG bewegt werden können. Darüber hinaus kann der Aktuator 68 in der Nut 66 der Schalttrommel 64 derart beweglich sein, dass die Trennvorrichtung 28 zwischen der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 und der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden kann. Es versteht sich jedoch, dass der Aktuator 68 in der Nut 66 der Schalttrommel 64 derart beweglich sein kann, dass die Kupplungsplatten 40 zwischen der eingerückten Stellung ENG und der ausgerückten Stellung D-ENG bewegt werden können und auch die Trennvorrichtung 28 zwischen der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 und der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt wird.
Die Schalttrommel 64 kann ferner als eine erste Schalttrommel 70 definiert sein, die mit der Kupplung 25 wirkverbunden und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Kupplung 25 zu übertragen. Bei dieser Ausführungsform ist der Aktuator 68 ferner als ein erster Aktuator 72 definiert, der mit der Schalttrommel 64 und mit der Kupplung 25 zum selektiven Übertragen von Drehmoment durch die Kupplung 25 direkt gekoppelt ist. Der erste Aktuator 72 kann zumindest zum Teil in der mindestens einen Nut 66 der Schalttrommel 64 angeordnet und dazu konfiguriert sein, selektiv Drehmoment durch die Kupplung 25 zu übertragen. Es versteht sich, dass die mindestens eine Nut 66 eine erste Nut 66 sein kann.
Gemäß der Darstellung in 1B, 1E, 2B und 2E kann das Schaltsystem 18 auch eine zweite Schalttrommel 74 umfassen, die mit der Schaltanordnung 32 wirkverbunden und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen. Das Schaltsystem 18 kann ferner einen zweiten Aktuator 76 umfassen, der direkt mit der Schaltanordnung 32 gekoppelt und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen. Es versteht sich, dass der zweite Aktuator 76 direkt mit den mehreren Kupplungsplatten 40, der Betätigungsplatte 56, die zwischen der ersten und der zweiten Plattenstellung zur Beeinflussung der Bewegung der mehreren Kupplungsplatten 40 zwischen der eingerückten ENG und der ausgerückten Stellung beweglich ist, und/oder der Betätigungszwischenplatte 58, die mit der Betätigungsplatte 56 gekoppelt ist, gekoppelt sein kann. Es versteht sich des Weiteren, dass der zweite Aktuator 76 direkt mit der Trennvorrichtung 28 und/oder der trennbaren Komponente 36 der Schaltanordnung 32 gekoppelt sein kann. Darüber hinaus kann die zweite Schalttrommel 74 eine zweite Nut 78 gemäß der Darstellung in 11B definieren, und der zweite Aktuator 76 kann zumindest zum Teil in der zweiten Nut 78 der zweiten Schalttrommel 74 angeordnet sein. Der zweite Aktuator 76 kann dazu konfiguriert sein, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen.
Bei einer Ausführungsform ist der zweite Aktuator 76 direkt (z. B. in direktem Kontakt mit) mit den mehreren Kupplungsplatten 40 der Schaltanordnung 32 gekoppelt. Wie oben erörtert, versteht sich jedoch, dass der zweite Aktuator 76 in direktem Kontakt mit der Betätigungsplatte 56 und/oder der Betätigungszwischenplatte 58 sein kann, während er noch mit mehreren Kupplungsplatten 40 direkt gekoppelt ist. Der zweite Aktuator 76 kann in der zweiten Nut 78 der zweiten Schalttrommel 74 beweglich sein, so dass die mehreren Kupplungsplatten 40 zwischen der eingerückten Stellung ENG und der ausgerückten Stellung D-ENG bewegt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Aktuator 76 direkt mit der Trennvorrichtung 28 und/oder der trennbaren Komponente 36 der Schaltanordnung 32 gekoppelt. Der zweite Aktuator kann in der zweiten Nut 78 der zweiten Schalttrommel 74 derart beweglich sein, dass die Trennvorrichtung 28 zwischen der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 und der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden kann. Es versteht sich jedoch, dass der zweite Aktuator 76 in der zweiten Nut 78 der zweiten Schalttrommel 74 derart beweglich sein kann, dass die beiden Kupplungsplatten 40 zwischen der eingerückten Stellung ENG und der ausgerückten Stellung D-ENG bewegt werden können und auch die Trennvorrichtung 28 zwischen der ersten Trennvorrichtungsstellung DPI und der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt wird.
Gemäß der Darstellung in 1C, 1F, 2C und 2F kann das Schaltsystem 18 ferner eine dritte Schalttrommel 80 umfassen, die mit der Schaltanordnung 32 wirkverbunden und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen. Das Schaltsystem 18 kann ferner einen dritten Aktuator 82 umfassen, der direkt mit der Schaltanordnung 32 gekoppelt und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen. Darüber hinaus kann die dritte Schalttrommel 80 eine dritte Nut 84 gemäß der Darstellung in 11C definieren, und der zweite Aktuator 76 kann zumindest zum Teil in der dritten Nut 84 der dritten Schalttrommel 80 angeordnet sein. Der dritte Aktuator 82 kann dazu konfiguriert sein, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 zu übertragen.
Insbesondere kann bei den Ausführungsformen mit der dritten Schalttrommel 80, einer dritten Nut 84 und einem dritten Aktuator 82 die zweite oder die dritte Schalttrommel 74, 80 mit der Trennvorrichtung 28 der Schaltanordnung 32 wirkverbunden sein, und die jeweils andere Schalttrommel - die zweite oder die dritte - 74, 80 kann mit den Kupplungsplatten 40 der Schaltanordnung 32 wirkverbunden sein. Anders ausgedrückt kann die zweite Schalttrommel 74 mit der Trennvorrichtung 28 der Schaltanordnung 32 wirkverbunden sein, und die dritte Schalttrommel 80 kann mit den Kupplungsplatten 40 der Schaltanordnung 32 wirkverbunden sein. Alternativ dazu kann die zweite Schalttrommel 74 mit den Kupplungsplatten 40 der Schaltanordnung 32 wirkverbunden sein, und die dritte Schalttrommel 80 kann mit der Trennvorrichtung 28 der Schaltanordnung 32 wirkverbunden sein. Bei den Ausführungsformen mit der zweiten und der dritten Schalttrommel 74, 80 können die Kupplungsplatten 40 und die Trennvorrichtung 28 unabhängig voneinander bewegt werden.
Das Schaltsystem 18 kann einen Elektromotor 86 umfassen, der dahingehend mit der Schalttrommel 64 gekoppelt ist, die Schalttrommel 64 zu drehen. Es versteht sich, dass bei den Ausführungsformen mit einer ersten, einer zweiten und/oder einer dritten Schalttrommel 70, 74, 80 das Schaltsystem 18 einen ersten Elektromotor 88, der dahingehend mit der ersten Schalttrommel 70 gekoppelt ist, die erste Schalttrommel 70 zu drehen, aufweisen kann und einen zweiten Elektromotor 90, der dahingehend mit der zweiten Schalttrommel 74 gekoppelt ist, die zweite Schalttrommel 74 zu drehen, aufweisen kann und/oder einen dritten Elektromotor 92, der dahingehend mit der dritten Schalttrommel 80 gekoppelt ist, die dritte Schalttrommel 80 zu drehen, aufweisen kann.
Es wird auch ein Verfahren 100 zum Betrieb des Schaltsystems 18 bereitgestellt. Das Verfahren 100 umfasst den Schritt 102 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der ersten Kupplungsstellung X/X, in der die schaltbare Freilaufkupplung 26 konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 von dem Eingangsglied 20 in entweder der ersten Drehrichtung D1 oder der der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung D2 gestattet, in die zweite Kupplungsstellung X/O, in der die schaltbare Freilaufkupplung 26 konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 von dem Eingangsglied 20 in der ersten Drehrichtung D1 gestattet und die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 von dem Eingangsglied 20 in der zweiten Drehrichtung D2 verhindert. Der Schritt 102 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der ersten Kupplungsstellung X/X in die zweite Kupplungsstellung X/O wird durch einen Schaltplan in 3, insbesondere durch die Elemente A und B, angegeben.
Das Verfahren 100 umfasst des Weiteren den Schritt 104 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG, in der die Kupplungsplatten 40 miteinander in Eingriff stehen, in die ausgerückte Stellung D-ENG, in der die Kupplungsplatten 40 außer Eingriff miteinander stehen. Der Schritt 104 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG wird durch den Schaltplan in 3, insbesondere durch Element C, angegeben.
Das Verfahren 100 umfasst ferner den Schritt 106 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1, in der sich die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 mit der Trennvorrichtung 28 außer Eingriff befindet, in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2, in der die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 mit der Trennvorrichtung 28 in Eingriff steht. Der Schritt 106 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 wird durch den Schaltplan in 3, insbesondere durch das Element D, angegeben.
Das Verfahren 100 umfasst ferner den Schritt 108 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die dritte Kupplungsstellung O/O, in der die schaltbare Freilaufkupplung 26 konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 von dem Eingangsglied 20 entweder in der ersten Drehrichtung D1 oder der zweiten Drehrichtung D2 zum Wechseln der Drehmomentübertragung von dem Eingangsglied 20 durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 zu von dem Eingangsglied 20 durch die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 verhindert. Der Schritt 108 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die dritte Kupplungsstellung O/O wird durch den Schaltplan in 3, insbesondere durch das Element F, angegeben.
Bei einer Ausführungsform geht der Schritt 102 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der ersten Kupplungsstellung X/X in die zweite Kupplungsstellung X/O dem Schritt 104 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG voraus. Darüber hinaus kann der Schritt 104 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG dem Schritt 106 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DPI in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 vorausgehen. Auf diese Art und Weise kann die Trennvorrichtung 28 sanft mit der trennbaren Komponente 36 der Eingangsnabe 34 in Eingriff gelangen, da die Kupplungsplatten 40 in der ausgerückten Stellung D-ENG das Eingangsglied 20 von dem Ausgangsglied 30 drehentkoppeln.
Darüber hinaus kann der Schritt 106 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 dem Schritt 108 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die dritte Kupplungsstellung O/O vorausgehen. Das Verfahren 100 kann ferner den Schritt 110 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG, wie durch den Schaltplan in 3, insbesondere durch das Element E, angezeigt wird, umfassen. Anders ausgedrückt können die Kupplungsplatten 40 wieder eingerückt werden. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplungsplatten 40 normalerweise geschlossen sind, führt der Schritt 110 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG dazu, dass sich die Kupplungsplatten 40 in der Ruhestellung befinden und Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 auf die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 übertragen werden kann. Auf diese Art und Weise wird die Übertragung von Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 auf die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 gestattet. Wie oben bei Schritt 108 erörtert, kann sich die schaltbare Freilaufkupplung 26 dann dahingehend aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die dritte Kupplungsstellung O/O bewegen, das Eingangsglied 20 von der schaltbaren Freilaufkupplung 26 zu drehentkoppeln und eine Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 zu verhindern.
Der Schritt 106 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 kann dem Schritt 110 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG vorausgehen. Anders ausgedrückt kann die Trennvorrichtung 28 mit der trennbaren Komponente 36 der Eingangsnabe 34 in Eingriff gebracht werden, bevor die Kupplungsplatten 40 wieder eingerückt werden. Durch das Wiedereinrücken der Kupplungsplatten 40 nach dem Übergang der Trennvorrichtung 28 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 werden das Eingangsglied 20 und das Ausgangsglied 30 sanft drehgekoppelt, wodurch die Übertragung von Drehmoment durch die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 gestattet wird. Der Schaltplan in 3 gibt durch Element A an, dass die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 gestattet wird, und durch Element G, dass die Übertragung von Drehmoment durch die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 gestattet wird.
Es versteht sich, dass die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 entweder die erste Übersetzung 14 oder die zweite Übersetzung 16 sein kann. Es versteht sich des Weiteren, dass die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 entweder die erste Übersetzung 14 oder die zweite Übersetzung 16 sein kann. Anders ausgedrückt kann die schaltbare Freilaufkupplung 26 dazu konfiguriert sein, Drehmoment durch die erste Übersetzung 14 zu übertragen, oder kann dazu konfiguriert sein, Drehmoment durch die zweite Übersetzung 16 zu übertragen. Die Schaltanordnung 32 kann somit dazu konfiguriert sein, Drehmoment durch die entsprechende erste Übersetzung 14 oder zweite Übersetzung 16 zu übertragen. Bei der Ausführungsform, bei der die schaltbare Freilaufkupplung 26 dazu konfiguriert ist, Drehmoment durch die erste Übersetzung 14 zu übertragen, ist die Schaltanordnung 32 dazu konfiguriert, Drehmoment durch die zweite Übersetzung 16 zu übertragen. Alternativ dazu ist bei der Ausführungsform, bei der die schaltbare Freilaufkupplung dazu konfiguriert ist, Drehmoment durch die zweite Übersetzung 16 zu übertragen, die Schaltanordnung 32 dazu konfiguriert, Drehmoment durch die erste Übersetzung 14 zu übertragen. Es versteht sich des Weiteren, dass die Drehmomentvervielfachung oder die Drehmomentreduzierung durch die erste Übersetzung 14 höher als oder niedriger als durch die zweite Übersetzung 16 sein kann.
Ein Verfahren 200 zum Betrieb des Schaltsystems 18 für das Fahrzeuggetriebe 10 umfasst den Schritt 202 des Einrückens der Kupplung 25 zum Wirkkoppeln der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 mit dem Eingangsglied 20, wie durch die Elemente A und B in 3 angegeben wird. Das Verfahren 200 umfasst des Weiteren den Schritt 204 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1, in der sich die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 mit der Trennvorrichtung 28 außer Eingriff befindet, in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2, in der die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 mit der Trennvorrichtung 28 in Eingriff steht, zum Wirkkoppeln der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 mit dem Eingangsglied 20 durch die Schaltanordnung 32. Der Schritt 204 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 wird durch das Element PS in 3 angegeben und wird hier als „Schalten in Parkstellung“ bezeichnet.
Die Schritte 202, 204 des Einrückens der Kupplung 25 und Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 werden so durchgeführt, dass die Kupplung 25 zur selben Zeit mit der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 wirkgekoppelt wird, zu der die Schaltanordnung 32 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird, wodurch die Übertragung von Drehmoment in durch sowohl die erste als auch die zweite Übersetzung 14, 16 des Fahrzeuggetriebes 10 zum Parken des Fahrzeugs verhindert wird. Das Ergebnis der Schritte 202, 204 des Einrückens der Kupplung 25 und des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DPI in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 wird durch das Element P in 3 angegeben und wird hier als „Parkstellung“ oder „geparkt“ bezeichnet.
Das Verfahren 200 kann auch so durchgeführt werden, dass die Übertragung von Drehmoment von entweder dem Eingangsglied 20 oder dem Ausgangsglied 30 durch entweder die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16, wenn die Kupplung 25 mit der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 zur selben Zeit wirkgekoppelt wird, zu der die Schaltanordnung 32 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird, verhindert wird. Anders ausgedrückt kann das Verfahren 200 die Übertragung von Drehmoment von dem Eingangsglied 20 durch entweder die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 auf das Ausgangsglied 30 verhindern. Darüber hinaus kann das Verfahren 200 die Übertragung von Drehmoment von dem Ausgangsglied 30 durch entweder die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 auf das Eingangsglied 20 verhindern. Auf diese Art und Weise kann das Verfahren 200 das Eingangsglied 20 und das Ausgangsglied 30 bezüglich einander drehverriegeln.
Bei einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Übersetzung 14, 16 entgegengesetzt zueinander. Anders ausgedrückt verhindert die Übertragung von Drehmoment durch die erste Übersetzung 14 die Übertragung von Drehmoment durch die zweite Übersetzung 16, und die Übertragung von Drehmoment durch die zweite Übersetzung 16 verhindert die Übertragung von Drehmoment durch die erste Übersetzung 14. Darüber hinaus kann es keine Relativbewegung zwischen dem Eingangsglied 20 und dem Ausgangsglied 30 geben, wenn die Kupplung 25 zur selben Zeit mit der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 wirkgekoppelt wird, zu der die Schaltanordnung 32 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird.
Das Verfahren 200 kann dazu führen, dass es keine Relativbewegung zwischen der Kupplung 25 und der Schaltanordnung 32 gibt, wenn die Kupplung 25 zur selben Zeit mit der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 wirkgekoppelt wird, zu der die Schaltanordnung 32 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird. Anders ausgedrückt können die Kupplung 25 und die Schaltanordnung 32 über die Zeitspanne, in der das Fahrzeug in der Parkstellung gehalten wird, hinweg statisch bezüglich einander sein. Die Kupplung 25 wird statisch als eingerückt gehalten, und die Schaltanordnung 32 wird statisch so gehalten, dass sich die Kupplungsplatten 40 in der eingerückten Stellung befinden und sich die Trennvorrichtung 28 in der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 befindet.
Die Kupplung 25 kann um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und zumindest zum Teil mit dem Eingangsglied 20 drehgekoppelt sein, wie in 1A-1F gezeigt wird. Es versteht sich, dass bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und zumindest zum Teil damit drehgekoppelt ist, die Schaltanordnung 32 entweder auf das Eingangsglied 20 gemäß der Darstellung in 1A-1C axial ausgerichtet oder auf die Vorgelegewelle 62 gemäß der Darstellung in 1D-1F axial ausgerichtet sein kann. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 den Innenring 44 und den Außenring 46 aufweist, insbesondere bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 eine schaltbare Freilaufkupplung 26 ist, kann der Innenring 44 mit dem Eingangsglied 20 drehgekoppelt sein. Der Innenring 44 kann mit dem Eingangsglied 20 derart keilverzahnt, verbolzt oder anderweitig mechanisch daran fixiert sein, dass der Innenring 44 mit dem Eingangsglied 20 drehgekoppelt ist. Der Außenring 46 kann jedoch durch die Sperrklinke 48 oder die Sperrklinken 50 selektiv an dem Innenring 44 drehbar fixiert werden.
Bei den Ausführungsformen, bei denen das Fahrzeuggetriebe 10 die Vorgelegewelle 62 umfasst, kann die Kupplung 25 um die Vorgelegewelle 62 herum angeordnet und zumindest zum Teil mit der Vorgelegewelle 62 drehgekoppelt sein, wie in 2A-2F gezeigt wird. Es versteht sich, dass bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 um die Vorgelegewelle 62 herum angeordnet und zumindest zum Teil damit drehgekoppelt ist, die Schaltanordnung 32 entweder auf das Eingangsglied 20 gemäß der Darstellung in 2A-2C axial ausgerichtet sein kann oder auf die Vorgelegewelle 62 gemäß der Darstellung in 2D-2F axial ausgerichtet sein kann. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 den Innenring 44 und den Außenring 46 aufweist, insbesondere bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist, kann der Innenring 44 mit der Vorgelegewelle 62 drehgekoppelt sein. Der Innenring 44 kann mit der Vorgelegewelle 62 derart keilverzahnt, verbolzt oder anderweitig mechanisch daran fixiert sein, dass der Innenring 44 mit der Vorgelegewelle 62 drehgekoppelt ist. Der Außenring 46 jedoch kann durch die Sperrklinke 48 oder die Sperrklinken 50 selektiv an dem Innenring 44 drehbar fixiert werden.
Die Trennvorrichtung 28 kann um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet sein. Bei dieser Ausführungsform kann die Schaltanordnung 32 auf das Eingangsglied 20 axial ausgerichtet sein, und das Eingangsglied 20 kann direkt ohne zusätzliche Komponenten zur Übertragung von Drehmoment von dem Eingangsglied 20 auf die Schaltanordnung 32 Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 übertragen. Darüber hinaus kann die Größe des Fahrzeuggetriebes 10 reduziert werden, da die Trennvorrichtung 28 um das Eingangsglied 20 herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet ist.
Die mehreren Kupplungsplatten 40 können von der Trennvorrichtung 28 axial beabstandet sein, so dass die Trennvorrichtung 28 zwischen der ersten Übersetzung 14 und den mehreren Kupplungsplatten 40 angeordnet ist. Obgleich dies nicht erforderlich ist, führt die Anordnung zwischen den mehreren Kupplungsplatten 40, der Trennvorrichtung 28 und der ersten Übersetzung 14 zu einer effizienten Platznutzung in dem Fahrzeuggetriebe 10, da die erste Übersetzung 14 und die Trennvorrichtung 28 beide zum Teil um das Eingangsglied 20 herum angeordnet sein können und die mehreren Kupplungsplatten 40 in der Nähe des ersten oder des zweiten Endes 22, 24 des Eingangsglieds 20 angeordnet sein können.
Die zweite Übersetzung 16 kann axial von der Trennvorrichtung 28 beabstandet sein, so dass die Trennvorrichtung 28 zwischen der ersten Übersetzung 14 und der zweiten Übersetzung 16 angeordnet ist. Obgleich dies nicht erforderlich ist, führt die Anordnung zwischen der Trennvorrichtung 28, der ersten Übersetzung 14 und der zweiten Übersetzung 16 dazu, dass die Trennvorrichtung 28 als eine Komponente der Schaltanordnung 32 in der Lage ist, das Wirkkoppeln der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 zur selben Zeit, zu der die Kupplung 25 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird, wodurch die Übertragung von Drehmoment durch entweder die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 des Fahrzeuggetriebes 10 zum Parken des Fahrzeugs verhindert wird, zu unterstützen.
Das Verfahren 200 kann auch den Schritt 206 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten aus der ausgerückten Stellung D-ENG, in der sich die Kupplungsplatten 40 außer Eingriff miteinander befinden, in die eingerückte Stellung ENG, in der die Kupplungsplatten 40 in Eingriff miteinander stehen, wie durch das Element C in 3 angegeben wird, umfassen. Der Schritt 206 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG kann dem Schritt 204 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2, wie durch das Element PS in 3 angegeben wird, vorausgehen. Durch Bewegen der Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG kann Drehmoment durch die Schaltanordnung 32 übertragen werden, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 befindet. Es versteht sich, dass alternativ dazu das Bewegen der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 dem Schritt des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG vorausgehen kann. Durch Bewegen der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2, bevor die mehreren Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG bewegt werden, wird die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 durch die Schaltanordnung 32 wirkgekoppelt, wenn der Schritt 206 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG durchgeführt wird.
Es versteht sich, dass die bei dem Verfahren 200 verwendete Kupplung 25 die schaltbare Freilaufkupplung 26 sein kann. Es versteht sich jedoch auch, dass die Kupplung 25 eine beliebige der hier offenbarten Kupplungen sein kann, darunter unter anderem eine andere Schaltanordnung gemäß der hier erfolgten Beschreibung, eine Trockenreibungskupplung, eine Nassreibungskupplung, eine Einplattenkupplung, eine Mehrplattenkupplung, eine Kegelkupplung, eine Klauenkupplung oder eine Fliehkraftkupplung.
Bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist, kann der Schritt 202 des Einrückens der Kupplung 25 zum Wirkkoppeln der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 mit dem Eingangsglied 20 ferner als ein Schritt 208 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der dritten Kupplungsstellung O/O in die erste Kupplungsstellung X/X, wie durch die Elemente G-P in 3 angegeben wird, definiert werden. Es versteht sich, dass bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist, der Schritt 202 des Einrückens der Kupplung 25 ferner als ein Schritt 210 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der dritten Kupplungsstellung O/O in die zweite Kupplungsstellung X/O und aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die erste Kupplungsstellung X/X definiert werden kann. Anders ausgedrückt kann sich die schaltbare Freilaufkupplung 26 in der frei/frei-Konfiguration befinden, in die verriegelt/frei-Konfiguration bewegt werden und dann in die verriegelt/verriegelt-Konfiguration bewegt werden. In der verriegelt/verriegelt-Konfiguration ist die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 mit der schaltbaren Freilaufkupplung 26 wirkgekoppelt.
Bei den Ausführungsformen, bei denen die Kupplung 25 die schaltbare Freilaufkupplung 26 ist, kann der Schritt 210 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der dritten Kupplungsstellung O/O in die zweite Kupplungsstellung X/O und aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die erste Kupplungsstellung X/X dem Schritt 204 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 vorausgehen. Anders ausgedrückt kann, obgleich dies nicht erforderlich ist, die schaltbare Freilaufkupplung 26 in der verriegelt/frei-Konfiguration sein und in die verriegelt/verriegelt-Stellung bewegt werden, bevor die Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die schaltbare Freilaufkupplung 26 somit mit der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 wirkgekoppelt, bevor die Schaltanordnung 32 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird. Es versteht sich jedoch, dass die Schaltanordnung 32 mit der ersten oder der zweiten Übersetzung 14, 16 wirkgekoppelt werden kann, bevor die schaltbare Freilaufkupplung 26 mit der jeweils anderen Übersetzung - der ersten oder der zweiten - 14, 16 wirkgekoppelt wird. Dazu kann die Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden, bevor die schaltbare Freilaufkupplung 26 aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die erste Kupplungsstellung X/X bewegt wird.
Es versteht sich, dass der Schritt 206 des Bewegens der mehreren Kupplungsplatten 40 aus der ausgerückten Stellung D-ENG in die eingerückte Stellung ENG dem Schritt 210 des Bewegens der schaltbaren Freilaufkupplung 26 aus der dritten Kupplungsstellung O/O in die zweite Kupplungsstellung X/O und aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die erste Kupplungsstellung X/X vorausgehen kann. Wie oben erörtert wird, können die mehreren Kupplungsplatten 40 normalerweise geschlossen sein und sich in der eingerückten Stellung ENG in Ruhestellung befinden. Die Trennvorrichtung 28 kann sich jedoch entweder in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 oder der zweiten Trennvorrichtungsstellung DP2 in Ruhestellung befinden. Somit kann sich die Schaltanordnung 32 in Ruhestellung befinden, wenn sich die Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 befindet und sich die mehreren Kupplungsplatten 40 in der eingerückten Stellung ENG befinden.
Die Schaltanordnung 32 kann somit in Ruhestellung versetzt werden, bevor die schaltbare Freilaufkupplung 26 aus der zweiten Kupplungsstellung X/O in die erste Kupplungsstellung X/X (d. h. aus der verriegelt/frei-Konfiguration in die verriegelt/verriegelt-Konfiguration) bewegt wird, wodurch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 mit der schaltbaren Freilaufkupplung 26 wirkgekoppelt wird. Mit der Trennvorrichtung 28 in der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 und der schaltbaren Freilaufkupplung 26 in der ersten Kupplungsstellung X/X (d. h. der verriegelt/verriegelt-Konfiguration) ist das Fahrzeug entweder im ersten oder im zweiten Gang.
Das Fahrzeug kann dann in Ruhestellung versetzt werden, so dass das Fahrzeug keine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung aufweist. Das Verfahren 200 kann dann durchgeführt werden, einschließlich Schalten in Parkstellung durch Schritt 204 durch Bewegen der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2, so dass das Fahrzeug im Ergebnis geparkt ist. Die Trennvorrichtung 28 kann aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden, ohne dass die mehreren Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG vor dem Bewegen der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden müssen, da das Fahrzeug in Ruhestellung ist.
Insbesondere kann, da kein Drehmoment durch die schaltbare Freilaufkupplung 26 auf die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 übertragen wird, die Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 bewegt werden und die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - 14, 16 durch die Schaltanordnung 32 wirkgekoppelt werden. Wenn sowohl die erste als auch die zweite Übersetzung 14, 16 mit der schaltbaren Freilaufkupplung 26 bzw. der Schaltanordnung 32 wirkgekoppelt sind, ist das Fahrzeug geparkt und eine Bewegung des Fahrzeugs wird verhindert, da kein Drehmoment durch entweder die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 oder durch sowohl die erste als auch die zweite Übersetzung 14, 16 übertragen werden kann. Anders ausgedrückt wird eine Bewegung des Fahrzeugs im geparkten Zustand verhindert, da das Fahrzeug nicht gleichzeitig im ersten Gang und im zweiten Gang, während Drehmoment durch entweder die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 übertragen wird, sein kann.
Ein Verfahren 300 zum Betrieb des Schaltsystems 18 für das Fahrzeuggetriebe 10 wird durch das Ablaufdiagramm in 10 dargestellt. Das Verfahren 300 umfasst den Schritt 302 des Ausrückens der Kupplung zur Verhinderung der Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung 14, 16 von dem Eingangsglied 20. Das Verfahren 300 umfasst auch den Schritt 304 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG, in der die Kupplungsplatten 40 in Eingriff miteinander stehen, in die ausgerückte Stellung D-ENG, in der sich die Kupplungsplatten 40 außer Eingriff miteinander befinden. Das Verfahren 300 umfasst ferner den Schritt 306 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1, in der sich die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 mit der Trennvorrichtung 28 außer Eingriff befindet, in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2, in der die trennbare Komponente 36 der Eingangsnabe 34 mit der Trennvorrichtung 28 in Eingriff steht.
Der Schritt 302 des Ausrückens der Kupplung kann dem Schritt 304 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG vorausgehen. Darüber hinaus kann der Schritt 304 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG dem Schritt 306 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 vorausgehen. Das Verfahren kann ferner den Schritt 308 des Bewegens der Kupplungsplatten 40 aus der eingerückten Stellung ENG in die ausgerückte Stellung D-ENG nach dem Schritt 306 des Bewegens der Trennvorrichtung 28 aus der ersten Trennvorrichtungsstellung DP1 in die zweite Trennvorrichtungsstellung DP2 umfassen.
Die Erfindung ist auf veranschaulichende Weise beschrieben worden und es ersteht sich, dass die verwendete Terminologie beschreibend und nicht als Einschränkung verstanden werden soll. Es sind angesichts der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich, und die Erfindung kann auf andere Weise als in der Beschreibung speziell angeführt in die Praxis umgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62946156 [0001]
US 9151345 [0046]

Claims

Schaltsystem für ein Fahrzeuggetriebe, das einen Zahnradsatz mit einer ersten Übersetzung und einer von der ersten Übersetzung verschiedenen zweiten Übersetzung aufweist, wobei das Schaltsystem Folgendes umfasst: ein Eingangsglied, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem von dem ersten Ende beabstandeten zweiten Ende erstreckt, wobei das Eingangsglied um die Achse drehbar ist; eine Kupplung, die mit dem Eingangsglied gekoppelt und dazu konfiguriert ist, selektiv die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung des Zahnradsatzes von dem Eingangsglied zu gestatten; eine Trennvorrichtung, die mit dem Eingangsglied gekoppelt und zwischen einer ersten Trennvorrichtungsstellung und einer zweiten Trennvorrichtungsstellung bewegbar ist; ein Ausgangsglied, das von dem Eingangsglied beabstandet ist, wobei das Ausgangsglied selektiv dahingehend mit dem Eingangsglied um die Achse drehbar ist, Drehmoment selektiv durch die jeweils andere Übersetzung - die erste oder die zweite - des Zahnradsatzes zu übertragen; und eine Schaltanordnung zum selektiven Drehkoppeln des Eingangsglieds und des Ausgangsglieds, wobei die Schaltanordnung Folgendes umfasst: eine Eingangsnabe, die mit dem Eingangsglied gekoppelt ist, wobei die Eingangsnabe eine trennbare Komponente, die in die Trennvorrichtung einrückbar ist, aufweist, wobei die trennbare Komponente der Eingangsnabe aus der Trennvorrichtung ausgerückt ist, wenn sich die Trennvorrichtung in der ersten Trennvorrichtungsstellung befindet, und wobei die trennbare Komponente der Eingangsnabe in die Trennvorrichtung eingerückt ist, wenn sich die Trennvorrichtung in der zweiten Trennvorrichtungsstellung befindet, und wobei die Eingangsnabe eine Kupplungseinrückkomponente aufweist; mehrere Kupplungsplatten, die mit der Kupplungseinrückkomponente der Eingangsnabe gekoppelt sind, wobei die mehreren Kupplungsplatten zwischen einer eingerückten Stellung, in der die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff stehen, und einer ausgerückten Stellung, in der sich die Kupplungsplatten außer Eingriff miteinander befinden, bewegbar sind; und einen Kupplungsplattenträger, der mit den mehreren Kupplungsplatten und mit dem Ausgangsglied zur Übertragung von Drehmoment von der Kupplungseinrückkomponente der Eingangsnabe, durch die mehreren Kupplungsplatten und den Kupplungsplattenträger, auf das Ausgangsglied gekoppelt ist.
Schaltsystem nach Anspruch 1, das ferner eine Schalttrommel umfasst, die mit der Kupplung und/oder der Schaltanordnung wirkgekoppelt und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Kupplung und/oder die Schaltanordnung zu übertragen.
Schaltsystem nach Anspruch 2, wobei die Schalttrommel mindestens eine Nut definiert und wobei das Schaltsystem ferner einen Aktuator umfasst, der zumindest zum Teil in der Nut angeordnet ist.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei die Schalttrommel mit sowohl der Kupplung als auch der Schaltanordnung wirkverbunden und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch sowohl die Kupplung als auch die Schaltanordnung zu übertragen.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die Schalttrommel ferner als eine erste Schalttrommel definiert ist, die mit der Kupplung wirkverbunden und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Kupplung zu übertragen.
Schaltanordnung nach Anspruch 5, wobei ferner der Aktuator ferner als ein erster Aktuator definiert ist, der direkt mit der ersten Schalttrommel und mit der Kupplung zur selektiven Übertragung von Drehmoment durch die Kupplung gekoppelt ist, und wobei optional der erste Aktuator zumindest zum Teil in der mindestens einen Nut der ersten Schalttrommel angeordnet und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Kupplung zu übertragen.
Schaltsystem nach Anspruch 6, das ferner eine zweite Schalttrommel umfasst, die mit der Schaltanordnung wirkverbunden und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung zu übertragen.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 6 und 7, das ferner einen zweiten Aktuator umfasst, der direkt mit der Schaltanordnung gekoppelt und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung zu übertragen, wobei optional die zweite Schalttrommel eine zweite Nut definiert und wobei optional der zweite Aktuator zumindest zum Teil in der zweiten Nut der zweiten Schalttrommel angeordnet und dazu konfiguriert ist, selektiv Drehmoment durch die Schaltanordnung zu übertragen.
Schaltsystem nach Anspruch 8, wobei der zweite Aktuator direkt mit der Trennvorrichtung der Schaltanordnung gekoppelt ist.
Schaltsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplung um das Eingangsglied herum angeordnet und axial darauf ausgerichtet ist.
Schaltsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Teil der Kupplung mit dem Eingangsglied drehgekoppelt ist.
Schaltsystem nach einem der Ansprüche 2-11, das ferner einen Elektromotor umfasst, der mit der Schalttrommel zum Drehen der Schalttrommel gekoppelt ist.
Schaltsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplung ferner als eine schaltbare Freilaufkupplung definiert ist, die bewegbar ist zwischen einer ersten Kupplungsstellung, in der die schaltbare Freilaufkupplung konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung des Zahnradsatzes von dem Eingangsglied in entweder einer ersten Drehrichtung oder einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gestattet; einer zweiten Kupplungsstellung, in der die schaltbare Freilaufkupplung konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung des Zahnradsatzes von dem Eingangsglied in der ersten Drehrichtung gestattet und die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung des Zahnradsatzes von dem Eingangsglied in der zweiten Drehrichtung verhindert; und einer dritten Kupplungsstellung, in der die schaltbare Freilaufkupplung konfigurationsgemäß die Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung des Zahnradsatzes von dem Eingangsglied in entweder der ersten Drehrichtung oder der zweiten Drehrichtung verhindert.
Fahrzeuggetriebe, das das Schaltsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst und ferner den Zahnradsatz, der die erste Übersetzung und die zweite Übersetzung, die sich von der ersten Übersetzung unterscheidet, umfasst, umfasst.
Verfahren zum Betrieb des Schaltsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ausrücken der Kupplung zur Verhinderung einer Übertragung von Drehmoment durch die erste oder die zweite Übersetzung von dem Eingangsglied; Bewegen der Kupplungsplatten aus einer eingerückten Stellung, in der die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff stehen, in eine ausgerückte Stellung, in der sich die Kupplungsplatten außer Eingriff miteinander befinden; und Bewegen der Trennvorrichtung aus einer ersten Trennvorrichtungsstellung, in der sich die trennbare Komponente der Eingangsnabe außer Eingriff mit der Trennvorrichtung befindet, in eine zweite Trennvorrichtungsstellung, in der die trennbare Komponente der Eingangsnabe mit der Trennvorrichtung in Eingriff steht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Ausrückens der Kupplung dem Schritt des Bewegens der Kupplungsplatten aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung vorausgeht; wobei optional der Schritt des Bewegens der Kupplungsplatten aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung dem Schritt des Bewegens der Trennvorrichtung aus der ersten Trennvorrichtungsstellung in die zweite Trennvorrichtungsstellung vorausgeht; und wobei optional das Verfahren den Schritt des Bewegens der Kupplungsplatten aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung nach dem Schritt des Bewegens der Trennvorrichtung aus der ersten Trennvorrichtungsstellung in die zweite Trennvorrichtungsstellung umfasst.