DE102005028241A1

DE102005028241A1 - Mehrgang-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102005028241A1
Application number: DE102005028241A
Authority: DE
Inventors: Byeong Ho Hwaseong Soh
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2025-06-18
Also published as: US7220210B2; US20050282680A1; KR20050120996A; JP4698294B2; CN100406773C; CN1727725A; DE102005028241B4; JP2006010073A; KR100579302B1

Abstract

Mehrgang-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, aufweisend einen zusammengesetzten Planetengetriebesatz mit zwei Einzelplanetenradsätzen aus einem ersten Planetengetriebesatz (PG1) mit einem ersten Sonnenrad (S1), einem ersten Hohlrad (R1) und einem ersten Planetenradträger (PC1), und einem zweiten Planetengetriebesatz (PG2) mit einem zweiten Sonnenrad (S2), einem zweiten Hohlrad (R2) und einem zweiten Planetenradträger (PC2), wobei der zusammengesetzte Planetengetriebesatz durch direktes Verbinden des zweiten Hohlrades (R2) und des ersten Planetenradträgers (PC1) ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Betriebselement bildet, einen dritten Planetengetriebesatz (PG3) aus einem zusammengesetzten Planetenradsatz mti einem Sonnenrad (S3') mit kleinem Durchmesser, einem Sonnenrad (S3) mit großem Durchmesser, einem dritten Planetenradträger (PC3), und einem dritten Hohlrad (R3), wobei der dritte Planetengetriebesatz (PG3) ein fünftes, ein sechstes, ein siebtes und ein achtes Betriebselement bildet, eine erste und eine zweite Kupplung (C1, C2), die ein Drehmoment des vierten Betriebselements an das achte Betriebselement bzw. das fünfte Betriebselement übertragen, eine dritte und eine vierte Kupplung (C3, C4), die ein Drehmoment einer Antriebswelle (2) an das sechste bzw. das achte Betriebselement übertragen, eine fünfte Kupplung (C5), die ein Drehmoment der Antriebswelle (2) an das zweite Betriebselement überträgt, eine erste Bremse (B1) die das achte ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrgang-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, und insbesondere einen Getriebezug, der acht Gänge ermöglicht.

Ein mehrstufiger Gangschaltmechanismus eines Automatikgetriebes weist eine Mehrzahl von Planetengetriebesätzen auf. Ein Antriebsstrang mit einer solchen Mehrzahl von Planetengetriebesätzen variiert das Drehmoment in mehreren Stufen und gibt dieses an eine Abtriebswelle ab, wenn ein von einem Drehmomentwandler umgewandeltes Motordrehmoment aufgenommen wird.

Je mehr Gänge der Antriebsstrang eines Automatikgetriebes hat, desto besser sind die Leistung und der Kraftstoffverbrauch. Daher ist es erwünscht, dass Antriebsstränge so viel wie möglich Gänge haben.

Selbst bei derselben Anzahl von Gängen sind die Lebensdauer, die Leistungsübertragungseffizienz, die Größe und das Gewicht eines Getriebes im Wesentlichen davon abhängig, wie die Planetengetriebesätze angeordnet sind. Daher werden ständig Untersuchungen für mehr Strukturfestigkeit, weniger Leistungsverlust und kompaktere Unterbringung durchgeführt.

Üblicherweise bringt die Entwicklung eines Antriebsstranges unter Verwendung von Planetengetriebesätzen keinen völlig neuen Typ eines Planetenradsatzes hervor. Im Gegenteil wird untersucht, wie Einzel- und Doppelplanetenradsätze miteinander kombiniert werden und wie Kupplungen, Bremsen und Einwegkupplungen in der Kombination von Planetengetriebesätzen angeordnet werden, so dass die erforderlichen Schaltgänge und Übersetzungsverhältnisse mit minimalem Leistungsverlust realisiert werden.

Bei einem Handschaltgetriebe bewirken zu viele Gänge eine Belästigung für den Fahrer durch übermäßiges manuelles Schalten. Jedoch führt bei einem Automatikgetriebe eine Getriebesteuereinrichtung automatisch das Schalten durch Steuerung des Betriebs des Antriebsstranges aus, und daher sind mehr Gänge normalerweise mit mehr Vorteilen verbunden.

Zusätzlich zu verschiedenen Entwicklungen bezüglich Antriebssträngen wurden in letzter Zeit Antriebsstränge von Automatikgetrieben eingeführt, die sechs bis acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang realisieren.

Mit der Erfindung wird ein Mehrganggetriebe für ein Fahrzeug geschaffen, bei dem acht Vorwärtsgänge durch Kombinieren von zwei Einzelplanetenradsätzen und einem zusammengesetzten Planetenradsatz unter Verwendung von sieben Reibelementen realisiert werden, wodurch die Leistungsübertragungseffizienz und das Schaltgefühl infolge von besser abgestimmten Abstufungen der Übersetzungsverhältnisse verbessert werden und die Fähigkeit zum Bergauffahren im Rückwärtsgang durch Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses des Rückwärtsganges verbessert wird.

Ein beispielhaftes Mehrgang-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist einen zusammengesetzten Planetengetriebesatz mit zwei Einzelplanetenradsätzen aus einem ersten und einem zweiten Planetengetriebesatz, einen dritten Planetengetriebesatz, eine erste bis fünfte Kupplung, eine erste und zweite Bremse, und ein Abtriebselement auf. Der erste Planetengetriebesatz weist Betriebselemente eines ersten Sonnenrades, eines ersten Hohlrades und eines ersten Planetenradträgers auf. Der zweite Planetengetriebesatz weist Betriebselemente eines zweiten Sonnenrades, eines zweiten Hohlrades und eines zweiten Planetenradträgers auf. Der zusammengesetzte Planetengetriebesatz bildet durch direktes Verbinden des zweiten Hohlrades und des ersten Planetenradträgers ein erstes Betriebselement durch das erste und das zweite Sonnenrad, ein zweites Betriebselement durch den zweiten Planetenradträger, ein drittes Betriebselement durch den ersten Planetenradträger und das zweite Hohlrad, und ein viertes Betriebselement durch das erste Hohlrad.

Der dritte Planetengetriebesatz ist ein zusammengesetzter Planetenradsatz mit Betriebselementen eines Sonnenrades mit kleinem Durchmesser, eines Sonnenrades mit großem Durchmesser, eines dritten Planetenradträgers, der darin gemeinsam benutzt wird, und eines dritten Hohlrades, das darin gemeinsam benutzt wird. Der dritte Planetengetriebesatz bildet ein fünftes Betriebselement durch das Sonnenrad mit kleinem Durchmesser, ein sechstes Betriebselement durch den dritten Planetenradträger, ein siebtes Betriebselement durch das dritte Hohlrad, und ein achtes Betriebselement durch das Sonnenrad mit großem Durchmesser.

Die erste und die zweite Kupplung übertragen ein Drehmoment des vierten Betriebselements an das achte Betriebselement bzw. das fünfte Betriebselement. Die dritte und die vierte Kupplung übertragen ein Drehmoment einer Antriebswelle an das sechste bzw. das achte Betriebselement. Die fünfte Kupplung überträgt ein Drehmoment der Antriebswelle an das zweite Betriebselement.

Die erste Bremse verbindet das achte Betriebselement mit einem Getriebegehäuse. Die zweite Bremse verbindet das zweite Betriebselement mit dem Getriebegehäuse.

Das Abtriebselement ist mit dem siebten Betriebselement verbunden.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird der erste Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten Bremse und der vierten Kupplung realisiert, der zweite Vorwärtsgang wird durch einen Betrieb der ersten Bremse und der zweiten und der fünften Kupplung realisiert, der dritte Vorwärtsgang wird durch einen Betrieb der ersten Bremse und der dritten Kupplung realisiert, der vierte Vorwärtsgang wird durch einen Betrieb der zweiten und der dritten Kupplung realisiert, der fünfte Vorwärtsgang wird durch einen Betrieb der zweiten und der dritten Kupplung realisiert, der sechste Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten, der dritten und der fünften Kupplung realisiert, der siebte Vorwärtsgang wird durch einen Betrieb der ersten, der vierten und der fünften Kupplung realisiert, und der achte Vorwärtsgang wird durch einen Betrieb der ersten, der zweiten und der fünften Kupplung realisiert.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist das erste Sonnenrad, welches das erste Betriebselement bildet, direkt mit dem Getriebegehäuse verbunden und wirkt als ein feststehendes Element, und das zweite Sonnenrad ist direkt mit der Abtriebswelle derart verbunden, dass es immer als ein Antriebselement wirkt.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kupplung an ihrem Nabenabschnitt mit dem ersten Hohlrad und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Sonnenrad mit großem Durchmesser verbunden, die zweite Kupplung ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad mit kleinem Durchmesser und an ihrem Trommelabschnitt mit dem ersten Hohlrad verbunden, die dritte Kupplung ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem dritten Planetenradträger und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle verbunden, die vierte Kupplung ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad mit kleinem Durchmesser und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle verbunden, die fünfte Kupplung ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem zweiten Planetenradträger und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle verbunden, die erste Bremse ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad mit großem Durchmesser und dem Trommelabschnitt der ersten Kupplung und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Getriebegehäuse verbunden, und die zweite Bremse ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem zweiten Planetenradträger und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Getriebegehäuse verbunden.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Schema eines Getriebezuges eines Automatikgetriebes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Betriebstabelle für einen Getriebezug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
3 ein Gangdiagramm eines Getriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
1 bis 3 zeigen einen Getriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Gemäß dem Antriebsstrang, der bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung angewendet wird, wird ein Motordrehmoment über einen Drehmomentwandler (nicht gezeigt) an eine Antriebswelle 2 abgegeben, und ein Getriebemechanismus 4 ändert die Drehzahl und gibt die geänderte Drehzahl über ein Abtriebselement 6 ab.
Der Getriebemechanismus 4 weist einen ersten und einen zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2 von Einzelplanetenradsätzen, und einen dritten Planetengetriebesatz PG3 eines zusammengesetzten Ravigneaux-Planetenradsatzes auf. Der erste, zweite und dritte Planetengetriebesatz sind auf der Antriebswelle 2 angeordnet.
Der erste Planetengetriebesatz PG1 weist Betriebselemente eines ersten Sonnenrades S1, eines ersten Hohlrades R1 und eines ersten Planetenradträgers PC1 auf. Der zweite Planetengetriebesatz PG2 weist Betriebselemente eines zweiten Sonnenrades S2, eines zweiten Hohlrades R2 und eines zweiten Planetenradträgers PC2 auf. Der dritte Planetengetriebesatz PG3 weist Betriebselemente eines Sonnenrades S3 mit großem Durchmesser, eines Sonnenrades S3' mit kleinem Durchmesser, eines dritten Hohlrades R3 und eines dritten Planetenradträgers PC3 auf.
Der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 bilden einen zusammengesetzten Planetengetriebesatz mit effektiv fünf Betriebselementen durch direktes Verbinden des ersten Planetenradträgers PC1 und des zweiten Hohlrades R2 miteinander. Bei dem dritten Planetengetriebesatz PG3 des zusammengesetzten Ravigneaux-Planetenradsatzes wirken das dritte Hohlrad R3 und der dritte Planetenradträger PC3 gemeinsam für das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser und das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser.
Bezüglich des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes PG1 und PG2 ist das erste Sonnenrad S1 mit einem Getriebegehäuse 8 fest verbunden, und das zweite Sonnenrad S2 ist mit der Antriebswelle 2 fest verbunden. Außerdem ist das erste Hohlrad R1, das ein Drehmoment abgibt, mit dem Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser über eine dazwischen angeordnete erste Kupplung C1 variabel verbunden, und gleichzeitig mit dem Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser über eine dazwischen angeordnete zweite Kupplung C2 verbunden. Das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser steht mit einem breiten Planetenrad LP des dritten Planetengetriebesatzes PG3 in Eingriff, und das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser steht mit einem schmalen Planetenrad SP des dritten Planetengetriebesatzes PG3 in Eingriff.
Der dritte Planetenradträger PC3 und das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser des dritten Planetengetriebesatzes PG3 sind mit der Antriebswelle 2 über eine dritte Kupplung C3 bzw. eine vierte Kupplung C4, die dazwischen angeordnet sind, variabel verbunden. Der zweite Planetenradträger PC2 ist mit der Antriebswelle 2 über eine dazwischen angeordnete fünfte Kupplung C5 auch variabel verbunden. Dementsprechend werden vier Antriebspfade T1, T2, T3 und T4 gebildet, um das Antriebsdrehmoment aufzunehmen.
Das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser und der zweite Planetenradträger PC2 sind mit dem Getriebegehäuse 8 über eine erste Bremse B1 und eine zweite Bremse B2 verbunden, die dazwischen angeordnet sind. Daher werden drei feststehende Elemente einschließlich des ersten Sonnenrades S1 gebildet.
Gemäß einer solchen Konfiguration, wie in 3 gezeigt ist, wird ein erstes Betriebselement N1 des Getriebezuges von dem ersten und dem zweiten Sonnenrad S1 und S2 gebildet, ein zweites Betriebselement N2 wird von dem zweiten Planetenradträger PC2 gebildet, ein drittes Betriebselement N3 wird von dem ersten Planetenradträger PC1 und dem zweiten Hohlrad R2 gebildet, ein viertes Betriebselement N4 wird von dem ersten Hohlrad R1 gebildet, ein fünftes Betriebselement N5 wird von dem Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser gebildet, ein sechstes Betriebselement N6 wird von dem dritten Planetenradträger PC3 gebildet, ein siebtes Betriebselement N7 wird von dem dritten Hohlrad R3 gebildet, und ein achtes Betriebselement N8 wird von dem Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser gebildet. Die Bildung der Betriebselemente ist für einschlägige Fachleute deutlich und wird nicht weiter ausführlich beschrieben.
Hierbei werden die erste bis fünfte Kupplung C1-C5 jeweils als eine Mehrscheibenkupplung realisiert. Die erste Kupplung C1 ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem ersten Hohlrad R1 und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser verbunden. Die zweite Kupplung C2 ist an ihrem Trommelabschnitt mit dem ersten Hohlrad R1 und an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser verbunden.
Außerdem ist die dritte Kupplung C3 an ihrem Nabenabschnitt mit dem dritten Planetenradträger PC3 und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle 2 verbunden. Die vierte Kupplung C4 ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle 2 verbunden. Die fünfte Kupplung C5 ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem zweiten Planetenradträger PC2 und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle 2 verbunden.
Die erste und die zweite Bremse B1 und B2 werden wie in der Form einer Mehrscheibenkupplung realisiert. Die erste Bremse B1 ist an ihrem Nabenabschnitt sowohl mit dem Trommelabschnitt der ersten Kupplung C1 als auch mit dem Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser verbunden, so dass das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser mit dem Getriebegehäuse 8 verbunden werden kann. Die zweite Bremse B2 ist an ihrem Nabenabschnitt mit dem zweiten Planetenradträger PC2 verbunden, so dass der zweite Planetenradträger PC2 wahlweise mit dem Getriebegehäuse 8 verbunden werden kann.
Ein derartig strukturiertes Automatikgetriebe ändert die Gänge durch eine Steuerung einer elektronischen Steuereinrichtung (nicht gezeigt) und eines Hydraulikdrucksystems (nicht gezeigt) in einen vom Fahrer ausgewählten Bereich.
2 zeigt Schaltgänge, die durch Betrieb und Freigabe der Kupplungen und Bremsen realisiert werden, mittels Symbolen (• markiert den Betrieb). 3 zeigt die Schaltgänge, die durch den Betrieb der jeweiligen Kupplungen und Bremsen realisiert werden, und ein Gangdiagramm, das die Übersetzungsverhältnisse der jeweiligen Betriebselemente in jedem Schaltgang zeigt.
Mit Bezug auf 1 bis 3 wird nachfolgend der Betrieb eines Automatikgetriebes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
Der erste Vorwärtsgang wird durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 und der ersten Bremse B1 realisiert. In diesem Falle wird das Drehmoment der Antriebswelle 4 an das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser über den vierten Antriebspfad T4 abgegeben, da die vierte Kupplung C4 eingerückt ist. Außerdem wirkt das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein Reaktionselement, und dementsprechend gibt der Abtrieb des dritten Hohlrades R3 eine maximal reduzierte Drehzahl über eine Abtriebselement 6 ab, so dass ein beispielhaftes Übersetzungsverhältnis von 3,540 realisiert wird.
Der zweite Vorwärtsgang wird durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2, der fünften Kupplung C5 und der ersten Bremse B1 realisiert. In diesem Falle wird das Drehmoment über sowohl den ersten als auch den zweiten Antriebspfad T1 und T2 abgegeben. Daher dreht sich der zweite Planetengetriebesatz PG2 als Ganges und gibt die Antriebsdrehzahl an den ersten Planetenradträger PC1 des ersten Planetengetriebesatzes PG1 ab. Demzufolge wird, da das erste Sonnenrad S1 als ein Reaktionselement wirkt, eine erhöhte Drehzahl von dem ersten Hohlrad R1 abgegeben.
Dann wird der Abtrieb des ersten Hohlrades R1 an das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser abgegeben, da die zweite Kupplung C2 eingerückt ist. Da das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein Reaktionselement wirkt, wird das Schalten in den zweiten Vorwärtsgang realisiert, da eine reduzierte Drehzahl weniger reduziert wird, als im ersten Gang abgegeben wird, so dass ein beispielhaftes Übersetzungsverhältnis von 2,230 realisiert wird.
Der dritte Vorwärtsgang wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 realisiert. In diesem Falle wirken der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 nicht tatsächlich für den Schaltgang. Das Drehmoment der Antriebswelle 2 wird durch das Einrücken der dritten Kupplung C3 über den dritten Antriebspfad T3 abgegeben, und das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser wirkt durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein Reaktionselement. Daher gibt der Abtrieb des dritten Hohlrades R3 eine reduzierte Drehzahl über das Abtriebselement 6 ab, so dass ein beispielhaftes Übersetzungsverhältnis von 1,630 realisiert wird.
Der vierte Vorwärtsgang wird durch den gleichzeitigen Betrieb der zweiten, der dritten und der fünften Kupplung C2, C3 und C5 realisiert. In diesem Falle wirken der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 wie im zweiten Vorwärtsgang und geben eine erhöhte Drehzahl an das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser des dritten Planetengetriebesatzes PG3 ab. Der dritte Planetengetriebesatz PG3 arbeitet wie im dritten Vorwärtsgang unter Reduzierung der Drehzahl und gibt eine reduzierte Drehzahl ab, die weniger reduziert ist als im dritten Vorwärtsgang, so dass ein beispielhaftes Übersetzungsverhältnis von 1,240 realisiert wird.
Der fünfte Vorwärtsgang wird durch den gleichzeitigen Betrieb der dritten Kupplung C3 und der vierten Kupplung C4 realisiert. In diesem Falle wirken der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 nicht tatsächlich für den Schaltgang. Der dritte Planetengetriebesatz PG3 dreht sich als Ganzes durch den Eingriff der dritten und der vierten Kupplung C3 und C4 und gibt die Antriebsdrehzahl ab, so dass ein beispielhaftes Übersetzungsverhältnis von 1,000 realisiert wird.
Der sechste Vorwärtsgang wird durch den Betrieb der ersten Kupplung C1, der dritten Kupplung C3 und der fünften Kupplung C5 realisiert. In diesem Falle wird eine erhöhte Drehzahl von dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2 wie im vierten Vorwärtsgang abgegeben, und eine solche erhöhte Drehzahl wird an das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser über die erste Kupplung C1 abgegeben. Der Planetenradträger PC3 nimmt die Antriebsdrehzahl über den dritten Antriebspfad T3 durch das Einrücken der dritten Kupplung C3 auf. Daher wird die Antriebsdrehzahl zwischen den Drehzahlen des Sonnenrades S3 mit großem Durchmesser und dem dritten Planetenradträger PC3 gebildet, so dass ein Schongang-Abtrieb mit einem beispielhaften Übersetzungsverhältnis von 0,815 realisiert wird.
Der siebte Vorwärtsgang wird durch den Betrieb der ersten, der vierten und der fünften Kupplung C1, C4 und C5 realisiert. In diesem Falle wird eine erhöhte Drehzahl von dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2 wie im sechsten Vorwärtsgang abgegeben, und eine solche erhöhte Drehzahl wird an das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser über die erste Kupplung C1 abgegeben. Der Planetenradträger PC3 nimmt die Antriebsdrehzahl über den dritten Antriebspfad T3 durch das Einrücken der dritten Kupplung C3 auf. Daher wird die Antriebsdrehzahl zwischen den Drehzahlen des Sonnenrades S3 mit großem Durchmesser und dem Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser gebildet, so dass ein Schongang-Abtrieb mit einem beispielhaften Übersetzungsverhältnis von 0,704 realisiert wird.
Der achte Vorwärtsgang wird durch den Betrieb der ersten, der zweiten und der fünften Kupplung C1, C2 und C5 realisiert. In diesem Falle wird eine erhöhte Drehzahl von dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2 wie im siebten Vorwärtsgang abgegeben, und eine solche erhöhte Drehzahl wird gleichzeitig an das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser und das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser über die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 abgegeben. Daher dreht sich der dritte Planetengetriebesatz PG3 als Ganzes, so dass ein höchster Schaltgang mit einem beispielhaften Übersetzungsverhältnis von 0,630 realisiert wird.
Der Rückwärtsgang wird durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 und der ersten und der zweiten Bremse B1 und B2 realisiert. In diesem Falle wird das über den ersten Antriebspfad T1 eingegebene Drehmoment über den Abtrieb des ersten Hohlrades R1 als ein umgekehrter Abtrieb durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 abgegeben. Der umgekehrte Abtrieb wird durch das Einrücken der zweiten Kupplung C2 an das Sonnenrad S3' mit kleinem Durchmesser abgegeben.
In einem solchen umgekehrten Antriebszustand wirkt das Sonnenrad S3 mit großem Durchmesser durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein Reaktionselement. Daher gibt der Abtrieb des dritten Hohlrades R3 eine umgekehrte Drehzahl ab, so dass ein Schalten in den Rückwärtsgang mit einem beispielhaften Übersetzungsverhältnis von –3,556 realisiert wird.
Das in 2 gezeigte Symbol „(•)" bedeutet, dass ein Betrieb der fünften Kupplung C5 keinerlei Probleme bereitet. Wie oben beschrieben, werden bei einem Automatikgetriebe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die acht Vorwärtsgänge und der eine Rückwärtsgang durch Kombinieren zweier Einzelplanetenradsätze und eines zusammengesetzten Planetenradsatzes mittels fünf Kupplungen und zwei Bremsen realisiert. Daher können die Leistungsübertragungseffizienz und der Kraftstoffverbrauch infolge einer größeren Anzahl von Gängen eines Automatikgetriebes verbessert werden.
Außerdem können die Abstufungen der acht Vorwärtsgänge derart harmonisiert werden, dass sie von dem niedrigeren Gang zu dem höheren Gang allmählich geringer werden, so dass das Schaltgefühl verbessert werden kann. Außerdem wird auch die Fähigkeit zum Bergauffahren im Rückwärtsgang durch Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses des Rückwärtsganges verbessert.

Claims

Mehrgang-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, aufweisend: einen zusammengesetzten Planetengetriebesatz mit zwei Einzelplanetenradsätzen aus einem ersten Planetengetriebesatz (PG1) mit Betriebselementen eines ersten Sonnenrades (S1), eines ersten Hohlrades (R1) und eines ersten Planetenradträgers (PC1), und einem zweiten Planetengetriebesatz (PG2) mit Betriebselementen eines zweiten Sonnenrades (S2), eines zweiten Hohlrades (R2) und eines zweiten Planetenradträgers (PC2), wobei der zusammengesetzte Planetengetriebesatz durch direktes Verbinden des zweiten Hohlrades (R2) und des ersten Planetenradträgers (PC1) ein erstes Betriebselement durch das erste und das zweite Sonnenrad (S1, S2), ein zweites Betriebselement durch den zweiten Planetenradträger (PC2), ein drittes Betriebselement durch den ersten Planetenradträger (PC1) und das zweite Hohlrad (R2), und ein viertes Betriebselement durch das erste Hohlrad (R1) bildet; einen dritten Planetengetriebesatz (PG3) aus einem zusammengesetzten Planetenradsatz mit Betriebselementen eines Sonnenrades (S3') mit kleinem Durchmesser, eines Sonnenrades (S3) mit großem Durchmesser, eines dritten Planetenradträgers (PC3), der darin gemeinsam benutzt wird, und eines dritten Hohlrades (R3), das darin gemeinsam benutzt wird, wobei der dritte Planetengetriebesatz (PG3) ein fünftes Betriebselement durch das Sonnenrad (S3') mit kleinem Durchmesser, ein sechstes Betriebselement durch den dritten Planetenradträger (PC3), ein siebtes Betriebselement durch das dritte Hohlrad (R3), und ein achtes Betriebselement durch das Sonnenrad (S3) mit großem Durchmesser bildet; eine erste und eine zweite Kupplung (C1, C2), die ein Drehmoment des vierten Betriebselements an das achte Betriebselement bzw. das fünfte Betriebselement übertragen; eine dritte und eine vierte Kupplung (C3, C4), die ein Drehmoment einer Antriebswelle (2) an das sechste bzw. das achte Betriebselement übertragen; eine fünfte Kupplung (C5), die ein Drehmoment der Antriebswelle (2) an das zweite Betriebselement überträgt; eine erste Bremse (B1), die das achte Betriebselement mit einem Getriebegehäuse (8) verbindet; eine zweite Bremse (B2), die das zweite Betriebselement mit dem Getriebegehäuse (8) verbindet; und ein Abtriebselement (6), das mit dem siebten Betriebselement verbunden ist.
Mehrgang-Automatikgetriebe nach Anspruch 1, wobei: der erste Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten Bremse (B1) und der vierten Kupplung (C4) realisiert wird; der zweite Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten Bremse (B1) und der zweiten und der fünften Kupplung (C2, C5) realisiert wird; der dritte Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten Bremse (B1) und der dritten Kupplung (C3) realisiert wird; der vierte Vorwärtsgang durch einen Betrieb der zweiten und der dritten Kupplung (C2, C3) realisiert wird; der fünfte Vorwärtsgang durch einen Betrieb der zweiten und der dritten Kupplung (C2, C3) realisiert wird; der sechste Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten, der dritten und der fünften Kupplung (C1, C3, C5) realisiert wird; der siebte Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten, der vierten und der fünften Kupplung (C1, C4, C5) realisiert wird; und der achte Vorwärtsgang durch einen Betrieb der ersten, der zweiten und der fünften Kupplung (C1, C2, C5) realisiert wird.
Mehrgang-Automatikgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei. das erste Sonnenrad (S1), welches das erste Betriebselement bildet, direkt mit dem Getriebegehäuse (8) verbunden ist und als ein feststehendes Element wirkt; und das zweite Sonnenrad (S2) direkt mit der Abtriebswelle (2) derart verbunden ist, dass es immer als ein Antriebselement wirkt.
Mehrgang-Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die erste Kupplung (C1) an ihrem Nabenabschnitt mit dem ersten Hohlrad (R1) und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Sonnenrad (S3) mit großem Durchmesser verbunden ist; die zweite Kupplung (C2) an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad (S3') mit kleinem Durchmesser und an ihrem Trommelabschnitt mit dem ersten Hohlrad (R1) verbunden ist; die dritte Kupplung (C3) an ihrem Nabenabschnitt mit dem dritten Planetenradträger (PC3) und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle (2) verbunden ist; die vierte Kupplung (C4) an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad (S3') mit kleinem Durchmesser und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle (2) verbunden ist; die fünfte Kupplung (C5) an ihrem Nabenabschnitt mit dem zweiten Planetenradträger (PC2) und an ihrem Trommelabschnitt mit der Antriebswelle (2) verbunden ist; die erste Bremse (B1) an ihrem Nabenabschnitt mit dem Sonnenrad (S3) mit großem Durchmesser und dem Trommelabschnitt der ersten Kupplung (C1) und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Getriebegehäuse (8) verbunden ist; und die zweite Bremse (B2) an ihrem Nabenabschnitt mit dem zweiten Planetenradträger (PC2) und an ihrem Trommelabschnitt mit dem Getriebegehäuse (8) verbunden ist.