CH648244A5

CH648244A5 - Automatisches getriebe fuer ein kraftfahrzeug.

Info

Publication number: CH648244A5
Application number: CH6222/80A
Authority: CH
Inventors: Toshio Takano; Toshio Kobayashi
Original assignee: Fuji Heavy Ind Ltd
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1985-03-15
Also published as: BE885216A; DE3034229A1; SE8006381L; GB2058273B; AU523974B2; DE3034229C2; GB2058273A; CA1150981A; AU6147280A; JPS6130933B2; FR2464850A1; FR2464850B1; US4480505A; SE443332B; JPS5643034A

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug, enthaltend einen Drehmomentwandler, eine automatische Getriebevorrichtung, die mit einer Turbinenwelle des Drehmomentwandlers verbunden ist, welche automatische Getriebevorrichtung ein Planetengetriebe und eine Mehrzahl fluidbetätigter Vorrichtungen aufweist, die dazu dienen, verschiedene Betriebsstufenbereiche zu erzeugen, ein Abtriebsübersetzungsgetriebe, das dazu dient, den Ausgang der automatischen Getriebevorrichtung dem Vorderrad zu übertragen, eine Kupplungsvorrichtung, die dazu bestimmt ist, den Ausgang der automatischen Getriebevorrichtung dem Hinterrad zu übertragen.

Automatische Kraftübertragungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit Vierradantrieb, und insbesondere automatische Getriebe der Bauart mit einer durchgehenden Welle, die derart ausgebildet sind, dass entweder mit Zweirad- oder mit Vierradantrieb gefahren werden kann, sind bekannt. In den vergangenen Jahren wurde das Kraftfahrzeug mit Vorderradantrieb, in welchem der Motor in einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, sehr weit verbreitet verwendet, weil es ein leichtes Gewicht aufweist und das Steuern desselben sicher durchgeführt werden kann. Auch ist ein Kraftfahrzeug mit Vorderradantrieb und einem automatischen Getriebe bekannt, bei welchem das automatische Getriebe einstückig mit dem Abtriebsübersetzungsgetriebe für den Vorderradantrieb ausgebildet ist.

Von Zeit zu Zeit ist es schwierig, dieses Fahrzeug mit Vorderradantrieb mit kleinen Geschwindigkeiten und hoher Belastung zu fahren, beispielsweise wenn es schnell angefahren wird, d. h. eine hohe Anfangsbeschleunigung aufweist, wenn über rauhe Wegstrek-ken gefahren wird oder wenn starke Steigungen überwunden werden müssen. Um diesen Nachteil zu beheben, ist ein Kraftfahrzeug gebaut worden, welches ein Übersetzungsgetriebe aufweist, das derart ausgebildet ist, dass es entweder die zwei Vorderräder oder sowohl die Vorder- als auch die Hinterräder antreiben kann, womit ein Vierradantrieb gebildet ist, bei welchem die Hinterräder mittels einer Kupplungsanordnung angetrieben sind. Weil nun jedoch diese

Kupplungsanordnung eine Klauenkupplung ist, muss das Einkuppeln der Kupplung während eines Stillstandes des Kraftfahrzeuges durchgeführt werden, oder dann, wenn es gleichmässig geradeaus fährt, unter einem Zustand, bei dem zwischen der Drehzahl der Vorderräder und der der Hinterräder kein Unterschied vorhanden ist. Um das automatische Getriebe in den Zustand des Vierradantriebs zu bringen, muss der Arm für die Kupplungsanordnung dann betätigt werden, nachdem der Wählarm des Getriebes in die neutrale bzw. Leerlaufstellung N oder in die Park- bzw. Sperrstellung P gebracht worden ist, um den Antrieb vom Motor her zu unterbrechen. Dementsprechend ist die Betätigung der Arme und des Kraftfahrzeuges kompliziert, welches offensichtlich die Verwendbarkeit bzw. Nützlichkeit des automatischen Getriebes vermindert. Deshalb ist es ein Bedürfnis, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher der Vorderantrieb in Einklang mit den Fahrzuständen automatisch auf Vierradantrieb umgeschaltet wird. Weiter ist es auch erwünscht,

während der Rückwärtsfahrt und bei rauhen Zuständen einer Wegstrecke über einen Vorderantrieb zu verfügen.

Die vorliegende Erfindung sucht nun ein automatisches Getriebe zur Verfügung zu stellen, welches eine druckölgesteuerte Mehrfach-scheibenkupplungsvorrichtung (Lamellenkupplung) für den Hinterradantrieb aufweist, wobei das Wechseln zwischen dem Vorderrad-und dem Vierradantrieb bei bzw. entsprechend verschiedensten Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges durchgeführt werden kann und wobei die Mehrfachscheibenkupplungsvorrichtung vom im automatischen Getriebe verwendeten Drucköl automatisch betätigt werden kann, entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges.

Das erfindungsgemässe automatische Getriebe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein automatisches Getriebe für Vierradantrieb, das gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung des Getriebes der Fig. 1, und

Fig. 3 einen Schaltkreis für eine Druckölsteuervorrichtung.

Es wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, wobei die Bezugsziffer allgemein ein automatisches Getriebe 1 bezeichnet, welches einen Drehmomentwandler 2, eine automatische Getriebevorrichtung 3, ein Abtriebsübersetzungsgetriebe 4 und eine Druckölsteuervorrichtung 5 für das Drucköl enthält. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist mit dem hinteren Abschnitt der automatischen Getriebevorrichtung 3 eine Mehrfachscheibenkupplungsvorrichtung (Lamellenkupplung) verbunden.

Der Drehmomentwandler 2 weist ein Pumpenrad 2a, eine Turbine 2b und ein Leitrad 2c auf. Das Pumpenrad 2a ist mittels einer Antriebsplatte 9 mit einer Kurbelwelle 8 eines Motors verbunden, und eine Turbinenwelle 10 der Turbine 2b erstreckt sich durch die automatische Getriebevorrichtung 3. In bekannter Weise wird entsprechend der Belastung die Antriebskraft des Motors auf die Turbinenwelle 10 übertragen. Ein Deckel 11, der mit der Antriebsplatte 9 verbunden ist, ist mit einer Antriebswelle 12 für die Ölpumpe verbunden, welche Antriebswelle 12 durch die Turbinenwelle 10 hindurch verläuft und mit einer Ölpumpe 13 verbunden ist, welche in einem hinteren Abschnitt der automatischen Getriebevorrichtung 3 angeordnet ist. Somit ist die Ölpumpe 13 vom Motor angetrieben.

Die automatische Getriebevorrichtung 3 weist ein Planetengetriebe 15 und eine Mehrzahl fluidbetätigter Anordnungen zum Erzeugen der verschiedenen Betriebsbereiche, Betriebsstufen, auf. Die fluidbetätigte Vorrichtung weist eine erste Gangstufen- und Rück-bremse 16 auf, weist eine Vorwärtskupplung 17 und eine Rückwärtskupplung 18 auf. Die Turbinenwelle 10 ist durch die Vorwärtskupplung 17 mit einem Vorwärtssonnenrad 15a eines Planetengetriebes 15 verbunden und ist weiter durch die Rückwärtskupplung 18 und einer Verbindungshülse 19 mit einem Rückwärtssonnenrad 15b verbunden. Durch eine Betätigung der Kupplungen 17 und 18 mittels Drucköl wird die Antriebsleistung der Turbinenwelle 10 dem Sonnenrad 15a oder dem Sonnenrad 15b übertragen. Auf einer

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Trommel 18a ist ein mit der Verbindungshülse 19 verbundenes Bremsband 20 angeordnet, welches dazu dient, das Rückwärtsson-nenrad 15b zu arretieren.

Ein kurzes Ritzel und ein langes Ritzel 15d sind mit dem Planetengetriebe 15 verbunden, welche zwei Ritzel 15c und 15d von einem Träger 15e getragen sind, auf welchem die erste Gangstufen- und Rückbremse 16 angeordnet ist. Zwischen der Bremse 16 und einem Mittelträger 21 ist eine Einwegkupplung 22 angeordnet. Der Träger 15a kann durch Betätigung der Bremse 16 und der Einwegkupp-lung 22 arretiert werden. Der Zahnkranz 15f des Planetengetriebes 15 ist mit einer Abtriebswelle 23 verbunden, welche auf der Turbinenwelle 10 angeordnet ist. Weiter weist das Planetengetriebe auch ein Park(Sperr)-Zahnrad 24 auf.

Die Abtriebswelle 23 ist drehbar im Gehäuse 25 zwischen dem Gehäuse 7 des Drehmomentwandlers 2 und dem Gehäuse 14 der automatischen Getriebevorrichtung 3 gelagert.

Das Abtriebsübersetzungsgetriebe 4 ist zwischen der Abtriebswelle 23 und dem Gehäuse 25 angeordnet. Das Abtriebsübersetzungsgetriebe 4 für den Vorderradantrieb weist ein Antriebsritzel 26 und ein Kronenrad 29 eines Differentials 28 auf. Das Antriebsritzel 26 ist über ein Untersetzungsgetriebe 27 von der Abtriebswelle 23 angetrieben.

Die Kupplungsanordnung 6 weist eine hintere Antriebswelle 31 auf, die drehbar im Gehäuse 30 gelagert ist, und weist eine Mehr-fachscheibenkupplungsvorrichtung (Lamellenkupplung) 35 auf, die von Öldruck betätigt ist. Diese Mehrfachscheibenkupplungsvor-richtung 35 weist eine Trommel 35a auf, die mit der hinteren Antriebswelle 31 verbunden ist und weist eine Nabe 35b auf, die mit einem Übertragungsgetriebe 34 verbunden ist. Das Übertragungsgetriebe 34 ist mit einer Welle 33 verbunden, die mittels eines Gelenkstückes 32 mit dem Antriebsritzel 26 verbunden ist. Die hintere Antriebswelle 31 ist mittels eines Kreuzgelenkes 36 mit einer Antriebswelle 37 verbunden.

Die Druckölsteuervorrichtung 5 ist in einem Gehäuse 38 angeordnet, das in einer Ölwanne 39 festgehalten ist. Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Eine von der Ölpumpe 13 ausgehende Leitung 40 ist mit einem Druckregulierventil 41 verbunden, um damit im Druckölkreis einen Leitungsdruck, einen Grunddruck, zu erzeugen. Dieser Leitungsdruck ist über eine Leitung 40 einem manuell zu betätigenden Ventil 42 und auch dem Drehmomentwandler 2 zugeführt und durch Leitungen 43 den jeweiligen zu schmierenden Abschnitten zugeführt. Das manuell zu betätigende Ventil 42 ist dazu bestimmt, die Betriebsstufen des automatischen Getriebes zu ändern.

Beim D-Bereich wird der Leitungsdruck einem Steuerventil 25 angelegt, einem 1/2-Schaltventil 46 und der Vorwärtskupplung 17, welches durch die Leitungen 44 durchgeführt ist, welcher Leitungsdruck einem zweiten Sperrventil 48 und einem 2-Schaltventil 49 zugeführt ist, welches durch die Leitungen 47 durchgeführt ist, und ist weiter mittels einer Leitung 50 dem Ventil 48 zugeführt.

Im R-Bereich ist der Leitungsdruck durch eine Leitung 51 dem 1/2-Schaltventil 46 zugeführt, um dessen Betrieb zu unterbinden, und ist weiter durch eine Leitung 42 der ersten Gang- und Rückwärtsbremse 48 zugeführt. Der Leitungsdruck ist weiter durch Leitungen 53 der Öffnung 41a eines Druckregulierventils 41 und dem 2/3-Schaltventil 49 zugeführt.

Das Steuerventil 45 dient dazu, einen Steuerdruck abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu erzeugen. Der Steuerdruck ist mittels der Leitungen 54 den Schaltventilen 46 und 49, einem 2-Verzögerungsventil 55 und einem Druckwandelventil 56 zugeführt.

Weiter ist der Leitungsdruck in der Leitung 40 einem Unterdruckdrosselventil 57 zugeführt, das von einer Unterdrucksteuermembrane gesteuert ist, um einen der Belastung des Motors entsprechenden Unterdruck zu erzeugen. Der Drosseldruck ist einer Öffnung 56a des Druckwandelventils 56, dem 2/3-Schaltventil 49, dem 2/3-Verzögerungsventil 55 und einer Öffnung 51b der leitungs-druckerhöhenden Seite des Druckregulierventils 41 zugeführt.

Eine weitere Öffnung des Druckwandelventils 56 ist mittels einer Leitung 59 mit einer Öffnung der leitungsdruckverminderten Seite des Druckregulierventils 41 verbunden.

Weiter ist das 1/2-Schaltventil 46 derart verbunden, dass es durch das zweite Sperrventil 48 und durch die Leitung 60 mit einer Anlegungsseite des Servomotors des Bremsbandes 20 verbunden ist, um damit Leitungsdruck anzulegen. Das 2/3-Schaltventil 49 ist mittels Leitungen 61 mit einer Freigabeseite des Servomotors, dem 2/3-Verzögerungsventil 55 und der Rückwärtskupplung 16 verbunden.

Im obigen Druckölkreis für das automatische Getriebe ist ein von einem Magnetventil betätigtes Schaltventil 62 angeordnet, um über der Leitung 40 mit der Kupplung 35 in Verbindung zu stehen. Das Schaltventil 62 weist einen Kolben 62b auf, der gleitend in einem Zylinder 62 angeordnet ist und mittels eirfer Feder 62d nach links vorgespannt ist. Ein Magnetventil 62c ist angeordnet, das dazu dient, den Kolben 62b gegen die Federkraft der Feder 62d zu schieben. Eine im Ruhezustand geschlossene Öffnung 62e ist mittels der Leitung 63 mit der Leitung 40 verbunden. Das Ventil 62 weist weiter eine Öffnung 62f auf, das mittels einer Leitung 64 und einer Ablauföffnung 62g mit der Kupplung 35 in Verbindung steht. Das Magnetventil 62c ist mit einer Batterie 66 mittels eines Vierradantriebsschalters 65 verbunden, welcher Schalter 65 derart angeordnet ist, dass er vom Fahrzeugführer aus in beispielsweise der Fahrzeugkabine betätigt werden kann.

Die Anordnung weist weiter ein Drosselüberlagerungsventil 67 auf, welches dazu dient, den Betrieb zu verzögern, wenn in den 2-Bereich oder 1-Bereich hinuntergeschaltet wird, und weist ein Hin-unterschaltventil 68 auf, das von einem Magnetventil 69 betätigt ist.

Im Betrieb wird der Leitungsdruck, der durch das Druckregulierventil 41 reguliert wird, dem manuell betätigten Ventil 42 und dem Drehmomentwandler 2 zu dessen Betätigung zugeführt. Im D-Bereich wird der tiefe Leitungsdruck durch das manuell betätigte Ventil 42 der Vorwärtskupplung 17 zugeführt. Somit wird die Antriebsleistung der Turbinenwelle 10 dem Vorwärtssonnenrad 15a zugeführt. Weil der Träger 15e durch die Einwegkupplung 22 arretiert ist, dreht sich die Abtriebswelle 23 mit dem maximalen Untersetzungsverhältnis. Die Drehung der Abtriebswelle 23 wird durch das Untersetzungsgetriebe. 27 dem Differential 28 und durch die Welle 33 und das Getriebe 34 der Kupplungsanordnung 6 zugeführt.

Wenn der Schalter 65 geöffnet wird, um das Magnetventil 62c zu erregen, wird aufgrund der Einwirkung der Feder 62d der Kolben 62b des Schaltventils 62 in der linken Stellung derart bewegt, dass die Öffnung 62e geschlossen ist und die Öffnungen 62g und 62f miteinander in Verbindung stehen. Damit ist die Kupplung 35 in ihrer gelösten Stellung und somit werden lediglich die Vorderräder im ersten Betriebsbereich, im ersten Gang, angetrieben. Wenn der Regulierdruck entsprechend einer Zunahme der Fahrgeschwindigkeit steigt, wird das 1/2-Schaltventil 46 betätigt, um den in der Leitung 44 vorhandenen Leitungsdruck durch die Leitung 60 dem Servomotor zuzuführen, um die Bremse 20 festzuklemmen. Das Rückwärtssonnenrad 15b ist arretiert, so dass das Fahren im zweiten Bereich erstellt ist. Wenn nun der Regulierdruck weiter erhöht wird, wird auch das 2/3-Schaltventil 49 betätigt, um den in der Leitung 47 vorhandenen Leitungsdruck der Freigabeseite des Servomotors zuzuführen und durch die Leitung 61 der Rückwärtskupplung 16 zuzuführen. Damit wird die Bremse 20 freigegeben und die Rückwärtskupplung 16 derart in Eingriff gebracht, dass das automatische Getriebe direkt antreibend wird, um die Turbinenwelle 10 mit der Abtriebswelle 23 zu verbinden. Somit wird die Antriebsleistung des Motors direkt der Abtriebswelle als Antrieb im dritten Bereich, im dritten Gang, zugeführt.

Wenn der Schalter 65 geschlossen ist, um das Magnetventil 62c zu erregen, wird der Kolben 62b des Schaltventils 62 gegen die Federkraft der Feder 62d nach rechts bewegt, um die Öffnung 62g zu schliessen und die Öffnungen 62f und 62e miteinander in Verbindung zu bringen. Somit wird der in der Leitung 40 vorhandene Leitungsdruck auf die Kupplung 35 angelegt, um die Trommel 35a mit

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der Nabe 35b in Eingriff zu bringen, so dass die hinteren Antriebsräder durch die hintere Antriebswelle 31 und die Antriebswelle 37 getrieben werden. Damit befindet sich nun das Fahrzeug im Vierradantriebzustand.

Im R-Bereich wird der in der Leitung 40 vorhandene Leitungs- 5 druck durch das Ventil 42, die Leitung 51, das 1/2-Schaltventil 46 und die Leitung 52 an der ersten Gang- und Riickbremse 18 angelegt, so dass die Bremse betätigt wird. Weiter wird der Leitungsdruck durch die Leitung 53, das 2/3-Schaltventil 49 und die Leitung 61 an der Rückwärtskupplung 16 angelegt. Somit wird die An- io triebskraft der Turbinenwelle 10 durch die Rückwärtskupplung 16 und die verbindende Hülse 19 zum Rückwärtssonnenrad 15b übertragen. Weil der Träger 15e durch die Kleingang- und Rückwärtsbremse 18 arretiert ist, dreht sich die Welle 23 mit einem hohen Untersetzungsverhältnis rückwärts. Wenn der Schalter 65 geschlossen ist, um das Schaltventil 62 zu betätigen, wird die Kupplung 35 eingerückt, um das hintere Rad bzw. die hinteren Räder anzutreiben, so dass Vierradantrieb gebildet ist.

Gemäss der vorliegenden Erfindung kann das automatische Getriebe in jeglichem Fahrzustand, bei dem die Vorderräder allein durchdrehen können, in den Vierradantriebzustand geschaltet werden. Somit kann das Beschleunigen und allgemeine Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert werden. Die Lamellenkupplung zum Antreiben der Hinterräder ist derart ausgebildet, dass sie durch den Leitungsdruck des automatischen Getriebes betätigt werden kann; folglich kann die Ausbildung einfacher sein, und es kann auch einfacher sein, ein automatisches Getriebe, das für Vorderradantrieb ausgebildet ist, in eine Anordnung für Vierradantrieb umzuändern.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

648 244 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Automatisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug, enthaltend einen Drehmomentwandler (2), eine automatische Getriebevorrichtung (3), die mit einer Turbinenwelle (10) des Drehmomentwandlers (2) verbunden ist, welche automatische Getriebevorrichtung (3) ein Planetengetriebe (15) und eine Mehrzahl fluidbetätigter Vorrichtungen (16,17,18) aufweist, die dazu dienen, verschiedene Betriebsstufenbereiche zu erzeugen, ein Abtriebsübersetzungsgetriebe (4), das dazu dient, den Ausgang der automatischen Getriebevorrichtung (3) dem Vorderrad zu übertragen, eine Kupplungsvorrichtung (35), die dazu bestimmt ist, den Ausgang der automatischen Getriebevorrichtung (3) dem Hinterrad zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung (35) eine fluidbetätigte Mehrfachscheibenkupplung aufweist, eine Druckölsteuervorrich-tung (5), die dazu dient, die fluidbetätigten Vorrichtungen (16, 17, 18) der automatischen Getriebevorrichtungen (3) zu betätigen, welche Druckölsteuervorrichtung (5) ein Druckregulierventil (41) aufweist, das dazu dient, einen vom Betriebszustand des Motors abhängigen Leitungsdruck zu erzeugen, und ein Umschaltventil (62) aufweist, das dazu dient, eine Leitung für den Leitungsdruck mit der fluidbetätigten Mehrfachscheibenkupplung zu verbinden, und eine manuelle Betätigungsvorrichtung (65) aufweist, die dazu dient, das Umschaltventil (62) zu betätigen, um damit den Leitungsdruck an die fluidbetätigte Mehrfachscheibenkupplung anzulegen.

2. Automatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (62) ein Magnetventil (62c) aufweist, das von einem manuellen Betätigungsschalter (65) betätigt ist, der in einer Fahrerkabine anzuordnen bestimmt ist.