DE102006035873A1

DE102006035873A1 - Mehrgang-Automatikgetriebe mit einem zweistufigen Antrieb und einem Simpsongetriebesatz

Info

Publication number: DE102006035873A1
Application number: DE102006035873A
Authority: DE
Inventors: Steven Gerald Bloomfield Hills Thomas; Don Edward Canton Hoffmann; Gregory Daniel Warren Goleski
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2005-08-15
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-03-01
Also published as: GB0614652D0; JP2007051777A; JP5030504B2; GB2429248A; US7235032B2; US20070037658A1; GB2429248B

Abstract

Mehrgang-Automatikgetriebe, aufweisend eine Antriebswelle (28), eine Abtriebswelle (29), ein Getriebesystem mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Planetengetriebeeinheit (32, 34, 36), wobei jede Getriebeeinheit (32, 34, 36) ein Sonnenrad (38, 46, 54), ein Hohlrad (40, 48, 49, 56), Planetenräder (44, 52, 60), die mit dem Sonnenrad (38, 46, 54) und dem Hohlrad (40, 48, 49, 56) in Zahneingriff stehen, und einen Träger (42, 50, 58) aufweist, der die Planetenräder (44, 52, 60) drehbar abstützt, wobei der Träger (58) der dritten Getriebeeinheit (36) an dem Hohlrad (49) der zweiten Getriebeeinheit (34) zur Drehung mit diesem befestigt ist, und die Antriebswelle (29) an dem Hohlrad (48) der zweiten Getriebeeinheit (34) zur Drehung mit diesem befestigt ist, eine erste Bremse (72) zum abwechselnden Halten gegen Drehung und Freigeben des Sonnenrades (46) der zweiten Getriebeeinheit (34) und des Sonnenrades (54) der dritten Getriebeeinheit (36), eine zweite Bremse (74) zum abwechselnden Halten gegen Drehung und Freigeben des Trägers (50) der zweiten Getriebeeinheit (34), eine erste Kupplung (64) zum abwechselnden antreibbaren Verbinden und Trennen des Trägers (42) der ersten Getriebeeinheit (32) und des Hohlrades (56) der dritten Getriebeeinheit (36), eine zweite Kupplung (66) zum abwechselnden antreibbaren Verbinden und Trennen des Trägers (42) der ersten Getriebeeinheit (32) und der Sonnenräder (46, 54) der zweiten und der dritten Getriebeeinheit (34, 36), und eine ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, und insbesondere eine kinematische Anordnung von Zahnrädern, Kupplungen, Bremsen und deren Verbindungen miteinander in einem solchen Getriebe.

Das US-Patent 5,106,352 beschreibt ein Mehrgang-Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit zwei parallelen Getriebesätzen, die zwei festgelegte Übersetzungsverhältnisse bilden. Das zweite Übersetzungsverhältnis ist höher als das erste Übersetzungsverhältnis. Ein erster Leistungspfad unter Verwendung des ersten festgelegten Übersetzungsverhältnisses weist eine erste Steuerkupplung und eine zweite Steuerkupplung auf, und ein zweiter Leistungspfad unter Verwendung des zweiten festgelegten Übersetzungsverhältnisses weist eine dritte Steuerkupplung auf. Verschiedene Ausführungsformen des Getriebes weisen einen Doppelplanetengetriebesatz auf, während andere Ausführungsformen einen Ravigneaux-Getriebesatz, eine erste Steuerbremse und eine zweite Steuerbremse aufweisen. Alternativ sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle zueinander ausgerichtet, und eines der beiden Übersetzungsverhältnisse ist ein direkter Gang.

Die Erfahrung bei der Herstellung von Ravigneaux-Getriebesätzen für Automatikgetriebe hat gezeigt, dass diese Getriebesätze dazu neigen, ein relativ hohes Zahnradgeräusch im Vergleich zu Einzelplanetengetriebesätzen und Simpson-Getriebesätzen zu erzeugen. Um das Zahnradgeräusch zu minimieren, werden umfangreiche Schritte während des Herstellungsprozesses unternommen, um die Zahnräder zu schleifen. Diese Schritte und die zusätzliche Komplexität, die mit der Anordnung von Ravigneaux-Getriebesätzen verbunden ist, erhöhen jedoch die Kosten für das Getriebe.

Ein Getriebe gemäß der Erfindung ist kompakt und für Anwendungen in Fahrzeugen entweder mit Frontantrieb und Quermotor oder mit Heckantrieb und Längsmotor geeignet. Das Getriebe weist eine minimale Anzahl von Reibelementen auf und schafft leicht recht breite Übersetzungsverhältnisse. Das Getriebe hat eine eigene hohe Gestaltungsflexibilität.

Mit der unten beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden sechs Vorwärtsgänge, vier Kriechgänge, zwei Schnellgänge und ein Rückwärtsgang erzeugt, jedoch sind nur zwei Bremselemente und drei drehbare Kupplungen vorgesehen. Das Getriebe weist anders als einen komplexeren Ravigneaux-Getriebesatz bevorzugt eine modifizierte Simpson-Getriebeeinheit auf, wodurch das Zahnradgeräusch reduziert wird und die zum Schleifen der Zahnräder eines Ravigneaux-Getriebesatzes erforderlichen Kosten ausgeschlossen werden. Um eine Simpson-Getriebeeinheit zu konfigurieren, die wie ein Ravigneaux-Getriebesatz arbeitet, weist der erste der beiden Getriebesätze bevorzugt zwei Hohlräder und einen Mittelsteg auf, um zu ermöglichen, dass das Motordrehmoment während des Betriebs im vierten und sechsten Gang auf den Träger übertragen wird.

Es wurde demonstriert, dass die Verwendung einer Simpson-Getriebeeinheit im Vergleich zu einem Getriebe mit einem Ravigneaux-Getriebesatz insbesondere im ersten, zweiten und vierten Gang zu geringeren Zahneingriffsverlusten führt.

Ein Automatikgetriebe gemäß der Erfindung weist eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und drei Planetengetriebeeinheiten auf, wobei jede Getriebeeinheit ein Sonnenrad, ein Hohlrad, Planetenräder, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Zahneingriff stehen, und einen Träger aufweist, der die Planetenräder drehbar abstützt. Eine erste Bremse hält das Sonnenrad der zweiten Getriebeeinheit und das Sonnenrad der dritten Getriebeeinheit abwechselnd gegen Drehung und gibt diese frei. Eine zweite Bremse hält abwechselnd den Träger der zweiten Getriebeeinheit und gibt diesen frei. Eine erste Kupplung verbindet und trennt abwechselnd den Träger der ersten Getriebeeinheit und das Hohlrad der dritten Getriebeeinheit. Eine zweite Kupplung verbindet und trennt abwechselnd den Träger der ersten Getriebeeinheit und die Sonnenräder der zweiten und der dritten Getriebeeinheit. Eine dritte Kupplung trennt und verbindet abwechselnd die Antriebswelle und das Hohlrad der ersten Getriebeeinheit mit dem Träger der zweiten Getriebeeinheit.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Ansicht der kinematischen Anordnung eines Getriebes gemäß der Erfindung;
2 eine Tabelle, die für den jeweiligen Vorwärts- und Rückwärtsgang den Betriebszustand der Kupplungen und Bremsen, die das Getriebe aus 1 steuern, und ein bevorzugtes Übersetzungsverhältnis für jeden Gang zeigt; und
3 eine Tabelle, welche das Verhältnis der Flankendurchmesser des Hohlrades und des Sonnenrades für jede Getriebeeinheit auflistet.
Mit Bezug auf 1 weist ein Drehmomentwandler 10 ein Pumpenrad 12, das mit der Kurbelwelle 14 eines Verbrennungsmotors verbunden ist, ein Turbinenrad 16 und ein Leitrad 18 auf, die einen ringförmigen Fluidstromkreislauf definieren, so dass das Pumpenrad 12 mit dem Turbinenrad 16 hydrokinetisch verbunden ist. Das Leitrad 18 ist an einer feststehenden Leitradhohlwelle 20 drehbar abgestützt, und eine Auflaufbremse 22 verankert das Leitrad 18 an der Welle 20, um eine Drehung des Leitrades 18 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Pumpenrades 12 zu verhindern, obgleich eine freie Raddrehung in der entgegengesetzten Richtung möglich ist.
Der Drehmomentwandler weist eine Überbrückungskupplung 24 auf, die in einem Pumpengehäuse 25 des Drehmomentwandlers 10 angeordnet ist. Wenn die Kupplung 24 in Betrieb ist, sind das Turbinenrad 16 und das Pumpenrad 12 mit einer Getriebeantriebswelle 28 mechanisch verbunden. Wenn Die Kupplung 24 außer Betrieb ist, sind das Turbinenrad 16 und das Pumpenrad 12 hydrokinetisch miteinander verbunden und mechanisch voneinander getrennt. Das in dem Drehmomentwandler enthaltene Fluid wird dem Drehmomentwandler von dem Ausgang einer Ölpumpenanordnung (nicht gezeigt) zugeführt und zu einem Ölsumpf zurückgeführt, mit dem ein Einlass der Pumpe hydraulisch verbunden ist.
Ein Planetengetriebesystem weist eine erste, eine zweite und eine dritte Getriebeeinheit 32, 34 und 36 auf. Die erste Getriebeeinheit 32 weist ein Sonnenrad 38, ein Hohlrad 40, einen Träger 42 und Planetenräder 44 auf, die an dem Träger 42 in Zahneingriff mit dem Sonnenrad 38 und dem Hohlrad 40 abgestützt sind.
Die zweite Getriebeeinheit 34 weist ein Sonnenrad 46, ein erstes und ein zweites Hohlrad 48, 49, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind, einen Träger 50 und Planetenräder 52 auf, die an dem Träger 50 in Zahneingriff mit dem Sonnenrad 46 und den Hohlrädern. 48, 49 drehbar abgestützt sind. Ein Teil 51, das an dem Träger 50 befestigt ist und sich radial zwischen dem ersten. Hohlrad 48 und dem zweiten Hohlrad 49 erstreckt, ist über eine Kupplung 68 mit der Antriebswelle 28 antreibbar verbunden. Auf diese Weise ist der Träger 50 zu der Antriebswelle 28 zugänglich, und das erste Hohlrad 48 ist an einer Abtriebswelle 29 zur Drehung mit dieser ohne gegenseitige Beeinflussung befestigt.
Die dritte Getriebeeinheit 36 weist ein Sonnenrad 54, ein Hohlrad 56, einen Träger 58 und Planetenräder 60 auf, die an dem Träger 58 in Zahneingriff mit dem Sonnenrad 54 und dem Hohlrad 56 drehbar abgestützt sind.
Das Sonnenrad 38 der ersten Getriebeeinheit 32 ist gegen Drehung fixiert. Das Hohlrad 40 der ersten Getriebeeinheit 32 ist mit der Antriebswelle 28 antreibbar verbunden. Das erste Hohlrad 48 der zweiten Getriebeeinheit 34 ist mit der Abtriebswelle 29 antreibbar verbunden. Das zweite Hohlrad 49 der zweiten Getriebeeinheit 34 ist mit dem Träger 58 der dritten Getriebeeinheit 36 antreibbar verbunden. Das Sonnenrad 46 der zweiten Getriebeeinheit 34 ist an dem Sonnenrad 54 der dritten Getriebeeinheit 36 befestigt.
Der Träger 42 der ersten Getriebeeinheit 32 ist mit Kupplungen 64 und 66 ständig antreibbar verbunden. Die Kupplung 64 verbindet und trennt abwechselnd antreibbar den Träger 42 und das Hohlrad 56. Die Kupplung 66 trennt und verbindet abwechselnd antreibbar den Träger 42 und die Sonnenräder 46 und 54, welche aneinander befestigt sind, um sich als eine Einheit zu drehen.
Der Träger 50 der zweiten Getriebeeinheit 34 ist mit einer Kupplung 68 ständig antreibbar verbunden, und die Antriebswelle 28 und das Hohlrad 40 sind ebenfalls mit der Kupplung 68 ständig antreibbar verbunden. Die Kupplung 68 verbindet und trennt abwechseln antreibbar das Hohlrad 40 und die Antriebswelle 28, welche aneinander befestigt sind, um sich als eine Einheit zu drehen, und den Träger 50.
Die Sonnenräder 46, 54 werden beim Betrieb einer ersten Reibungsbremse 72 vorzugsweise an einem Getriebegehäuse 70 gegen Drehung gehalten und beim Außerbetrieb der Bremse 72 zur freien Drehung freigegeben. Der Träger 50 wird beim Betrieb einer zweiten Reibungsbremse 74 an dem Getriebegehäuse 70 gegen Drehung gehalten und beim Außerbetrieb der Bremse 74 zur freien unabhängigen Drehung freigegeben.
Die Kupplungen 64, 66, 68 und die Bremsen 72, 74 sind vorzugsweise hydraulisch betätigte Reibungsvorrichtungen mit Sätzen von ineinandergreifenden Reibscheiben und Distanzblechen, wobei die Reibscheiben an einem Element der Kupplung oder Bremse und die Distanzbleche an einem anderen Element der Kupplung oder Bremse befestigt sind. Wenn der Hydraulikdruck in dem Zylinder einer das jeweilige Reibelement betätigenden Servoeinrichtung ansteigt, werden die Scheiben und Bleche des jeweiligen Reibelements durch Verschiebung des Servokolbens in gemeinsamen Reibkontakt gezwungen, wodurch eine Antriebsverbindung zwischen den Komponenten der Getriebeeinheiten erzeugt wird, an denen die Elemente der Kupplung oder Bremse befestigt sind. Wenn der Druck von dem Servozylinder abgelassen wird, wird die Kupplung oder Bremse außer Betrieb gesetzt und die Komponenten können sich unabhängig frei drehen. Das US-Patent 4,943,921 beschreibt Beispiele von hydraulisch betätigten Reibungskupplungen und Reibungsbremsen, welche in dem Getriebe gemäß der Erfindung verwendet werden können.
Ein erster Leistungspfad mit einem ersten festgelegten Übersetzungsverhältnis, das bei der in 1 dargestellten Ausführungsform geringer als Eins ist, verbindet antreibbar die Antriebswelle 28 über die erste Getriebeeinheit und die Kupplung 64 mit dem Hohlrad 56 und über die Kupplung 66 mit den Sonnenrädern 46, 54. Ein zweiter Leistungspfad mit einem zweiten festgelegten Übersetzungsverhältnis, das größer als das erste festgelegte Übersetzungsverhältnis ist, verbindet antreibbar die Antriebswelle 28 über die erste Getriebeeinheit und die Kupplung 68 mit dem Träger 50. Alternativ kann die erste Planetengetriebeeinheit 32 durch einen ersten Vorgelegegetriebesatz mit einem an der Antriebswelle befestigten ersten Ritzel und einem mit dem Ritzel in Eingriff stehenden und mit der ersten Kupplung 64 und der zweiten Kupplung 66 verbundenen ersten Zahnrad und einen zweiten Vorgelegegetriebesatz mit einem an der Antriebswelle 28 befestigten zweiten Ritzel und einem mit dem zweiten Ritzel in Eingriff stehenden und mit der dritten Kupplung 68 verbundenen zweiten Zahnrad ersetzt werden, so dass das Übersetzungsverhältnis des zweiten Vorgelegegetriebesatzes größer als das Übersetzungsverhältnis ist, das von dem ersten Vorgelegegetriebesatz erzeugt wird.
Als nächstes wird der Betrieb des Getriebes mit Bezug auf die Eingriffs- und Außereingriffszustände der Reibelemente beschrieben, die in Kombination die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse erzeugen. Bevorzugt werden die Zustände der Kupplungen und Bremsen entsprechend der Ausführung eines Steueralgorithmus durch eine elektronische Getriebesteuereinrichtung automatisch geändert. 2 ist eine Tabelle, welche die Zustände des Betriebs und Außerbetriebs der Kupplungen und Bremsen entsprechend den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen zeigt. In der Tabelle bezeichnet das Symbol "X" den Betrieb einer Reibungskupplung oder Reibungsbremse. Eine Leerstelle zeigt an, dass die jeweilige Kupplung und Bremse außer Betrieb ist.
2 ist eine Tabelle, die für den jeweiligen Vorwärts- und Rückwärtsgang den Betriebszustand der Kupplungen und Bremsen, die das Getriebe aus 1 steuern, und ein bevorzugtes Übersetzungsverhältnis für jeden Gang zeigt. 3 ist eine Tabelle, welche das Verhältnis (R/S) der Flankendurchmesser des Hohlrades und des Sonnenrades für jede Getriebeeinheit auflistet. Dieses Verhältnis wird mit Beta (β) bezeichnet.
Das Getriebe arbeitet im ersten Vorwärtsgang, wenn die Kupplung 64 und die Bremse 74 gleichzeitig in Betrieb sind. Mit dem gegen Drehung gehaltenen Sonnenrad 38 und dem mit der Drehzahl der Antriebswelle 28 angetriebenen Hohlrad 40 ist die Drehzahl des Trägers 42 der ersten Getriebeeinheit 32 gleich der Drehzahl der Antriebswelle 28 geteilt durch [1+ (1/β₁)], wobei β₁ = (R/S)₁ das Verhältnis der Flankendurchmesser des Hohlrades 40 und des Sonnenrades 38 ist. Die Drehzahl des Trägers 42 ist daher 0,6574 mal die Drehzahl der Antriebswelle 28. Die Bremse 74 hält den Träger 50 gegen Drehung und erzeugt eine Drehmomentreaktion an dem Getriebegehäuse 70. Die Drehzahlen der Abtriebswelle 29 und des Hohlrades 48 werden relativ zu der Drehzahl des Trägers 42 untersetzt. Bei dem im ersten Gang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Abtriebswelle 29 gleich 4,172. Wie 2 zeigt, arbeitet das Getriebe in jedem der vier untersten Vorwärtsgänge, wenn die Kupplung 64 in Betrieb ist, und in jedem der vier untersten Vorwärtsgänge ist die Drehzahl des Hohlrades 56 daher 0,6574 mal die Drehzahl der Antriebswelle 28.
Ein Heraufschalten in den zweiten Gang wird durch Beibehalten des Betriebs der Kupplung 64, Inbetriebsetzen der Bremse 72 und Außerbetriebsetzen der Bremse 74 erreicht. Die Sonnenräder 46 und 54 werden infolge des Betriebs der Bremse 72 gegen Drehung festgelegt. Infolge einer in der Getriebeeinheit 32 erzeugten ersten Drehzahlreduzierung wird das Hohlrad relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle 28 untersetzt. Mit den gehaltenen Sonnenrädern 46 und 54 und dem die dritte Getriebeeinheit antreibenden Hohlrad 56 werden infolge einer in der dritten Getriebeeinheit 36 erzeugten zweiten Drehzahlreduzierung der Träger 58, das Hohlrad 49, das Hohlrad 48 und die Abtriebswelle 29 untersetzt. Bei dem im zweiten Gang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Antriebswelle 29 gleich 2,3404.
Ein Heraufschalten von dem zweiten Gang in den dritten Gang wird durch Außerbetriebsetzen der Bremse 72, Inbetriebsetzen der Kupplung 66 und Beibehalten des Betriebs der Kupplung 64 erreicht. Die Kupplung 66 verbindet antreibbar den Träger 42 und das Sonnenrad 54, und die Kupplung 64 verbindet antreibbar den Träger 42 und das Hohlrad 56. Da die Drehzahlen der Sonnenräder 46, 54 und des Hohlrades 56 gleich und relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle 28 untersetzt sind, werden infolge der in der Getriebeeinheit 32 erzeugten Drehzahlreduzierung der Träger 58, das Hohlrad 49, das Hohlrad 48 und die Abtriebswelle 29 mit derselben Drehzahl untersetzt. Bei dem im dritten Gang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Abtriebswelle 29 gleich 1,521.
Ein Heraufschalten von dem dritten Gang in den vierten Gang wird durch Beibehalten des Betriebs der Kupplung 64, Inbetriebsetzen der Kupplung 68 und Außerbetriebsetzen der Kupplung 66 erreicht. Infolge der in der ersten Getriebeeinheit 32 auftretenden Drehzahlreduzierung wird das Hohlrad 56 der dritten Getriebeeinheit 36 über die Kupplung 64 relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle 28 untersetzt. Der Träger 50 wird über die Kupplung 68 mit der Drehzahl der Antriebswelle 28 angetrieben. Die Sonnenräder 46, 54 sind aneinander befestigt, so dass sie mit derselben Drehzahl drehen. Gleichermaßen sind der Träger 58 und das Hohlrad 49 aneinander befestigt, so dass sie mit derselben Drehzahl drehen. Infolge der von der zweiten und dritten Getriebeeinheit 34, 36 erzeugten Drehzahlreduzierung werden das Hohlrad und die Antriebswelle 29 relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle 28 leicht untersetzt, wenn sie in dieser Weise mit dem Antriebswelle 28 und dem untersetzten Träger 42 der ersten Getriebeeinheit 32 verbunden sind. Bei dem im vierten Gang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Abtriebswelle 29 gleich 1,143.
Ein Heraufschalten von dem vierten Gang in den fünften Gang wird durch Außerbetriebsetzen der Kupplung 64, Inbetriebsetzen der Kupplung 66 und Beibehalten des Betriebs der Kupplung 68 erreicht. Mit dem so angeordneten Getriebe wird infolge der in der ersten Getriebeeinheit 32 auftretenden Drehzahlreduzierung das Sonnenrad 46 der zweiten Getriebeeinheit 34 über die Kupplung 66 relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle 28 untersetzt. Der Träger 50 der zweiten Getriebeeinheit 34 wird über die Kupplung 68 mit der Drehzahl der Antriebswelle 28 angetrieben. Infolge der von der Getriebeeinheit 34 erzeugten Drehzahlerhöhung und Drehmomentreduzierung werden das Hohlrad 48 und die Antriebswelle 29 relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle 28 übersetzt. Bei dem im fünften Gang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Abtriebswelle 29 gleich 0,867.
Ein Heraufschalten von dem fünften Gang in den sechsten Gang wird durch Inbetriebsetzen der Bremse 72, Außerbetriebsetzen der Kupplung 66 und Beibehalten des Betriebs der Kupplung 68 erreicht. Mit dem so angeordneten Getriebe wird infolge des Betriebs der Bremse 72 die Antriebswelle 28 über die Kupplung 68 mit dem Träger 50 antreibbar verbunden, und das Sonnenrad 46 wird gegen Drehung gehalten. Die in der zweiten Getriebeeinheit 34 erzeugte Drehmomentreduzierung und Drehzahlerhöhung bewirkt, dass sich das Hohlrad 48 und die Abtriebswelle 29 schneller drehen als die Antriebswelle 28. Bei dem im sechsten Gang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Abtriebswelle 29 gleich 0,691.
Der Rückwärtsgang wird durch gleichzeitiges Inbetriebsetzen der Kupplung 66 und der Bremse 74 und Außerbetriebsetzen der anderen Reibelemente erreicht. Der Träger 42 als der untersetzte Abtrieb der Getriebeeinheit 32 untersetzt über die Kupplung 66 das Sonnenrad 46 in einer Vorwärtsrichtung. Mit dem gegen Drehung gehaltenen Träger 50 erzeugt die zweite Getriebeeinheit 34 eine zweite Drehmomentverstärkung und Drehzahlreduzierung, wodurch das Hohlrad 48 und die Abtriebswelle 29 weiter untersetzt werden und deren Drehrichtung relativ zu der Antriebswelle 28 umgekehrt wird. Bei dem im Rückwärtsgang arbeitenden Getriebe ist das Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 28 und der Drehzahl der Abtriebswelle 29 gleich –3,403.
Ein Endantriebsmechanismus und ein Differentialmechanismus (nicht gezeigt), die mit der Antriebswelle 29 antreibbar verbunden sind, übertragen Leistung auf die Antriebsräder eines Fahrzeuges, wie in dem US-Patent 5,261,862 beschrieben ist. Bevorzugt wird ein vom Fahrer gesteuerter Gangwählhebel verwendet, um die Betriebsbereiche des Getriebes auszuwählen, indem dieser zwischen Positionen, in denen die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse automatisch erzeugt werden, und anderen Positionen bewegt wird, in denen die Übersetzungsverhältnisse manuell erzeugt werden.

Claims

Mehrgang-Automatikgetriebe, aufweisend: eine Antriebswelle (28); eine Abtriebswelle (29); eine erste Kupplung (64), eine zweite Kupplung (66) und eine dritte Kupplung (68); einen ersten Leistungspfad, der ein erstes Übersetzungsverhältnis erzeugt und die erste Kupplung (64) und die zweite Kupplung (66) umfasst; einen zweiten Leistungspfad, der ein zweites Übersetzungsverhältnis erzeugt, das höher als das erste festgelegte Übersetzungsverhältnis ist, und der die dritte Kupplung (68) umfasst; eine erste Bremse (72), die mit dem ersten Leistungspfad verbunden ist; eine zweite Bremse (74), die mit dem zweiten Leistungspfad verbunden ist; und ein Planetengetriebesystem mit einer ersten und einer zweiten Getriebeeinheit (34, 36), wobei jede Getriebeeinheit (34, 36) ein Sonnenrad (46, 54), ein Hohlrad (48, 49, 56), Planetenräder (52, 60), die mit dem Sonnenrad (46, 54) und dem Hohlrad (48, 49, 56) in Zahneingriff stehen, und einen Träger (50, 58) aufweist, der die Planetenräder (52, 60) drehbar abstützt, wobei das Sonnenrad (38) der ersten Getriebeeinheit (34) an dem Sonnenrad der zweiten Getriebeeinheit (36) befestigt ist, ein erstes Hohlrad (48) der ersten Getriebeeinheit (34) an der Abtriebswelle (29) befestigt ist, und ein zweites Hohlrad (49) der ersten Getriebeeinheit (34) an dem Träger (58) der zweiten Getriebeeinheit (46) befestigt ist; wobei die erste Kupplung (64) betreibbar ist, um das Hohlrad (56) der zweiten Getriebeeinheit (36) über den ersten Leistungspfad mit der Antriebswelle (28) zu verbinden, die zweite Kupplung (66) betreibbar ist, um die Sonnenräder (46, 54) über den ersten Leistungspfad mit der Antriebswelle (28) zu kuppeln, die dritte Kupplung (68) betreibbar ist, um den Träger (50) der ersten Getriebeeinheit (34) über den zweiten Leistungspfad mit der Antriebswelle (28) zu kuppeln, die erste Bremse (72) betreibbar ist, um die Sonnenräder (46, 54) gegen Drehung zu halten, und die zweite Bremse (74) betreibbar ist, um den Träger (50) der ersten Getriebeeinheit (34) gegen Drehung zu halten.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der ersten Kupplung (64) und der zweiten Bremse (74) einen ersten Vorwärtsgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der ersten Kupplung (64) und der ersten Bremse (72) einen zweiten Vorwärtsgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der ersten Kupplung (64) und der zweiten Kupplung (66) einen dritten Vorwärtsgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der ersten Kupplung (64) und der dritten Kupplung (68) einen vierten Vorwärtsgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der zweiten Kupplung (66) und der dritten Kupplung (68) einen fünften Vorwärtsgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der dritten Kupplung (68) und der ersten Bremse (72) einen sechsten Vorwärtsgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Betrieb in mehreren Gängen durch gleichzeitigen Betrieb von zweien der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung (64, 66, 68) und der ersten und der zweiten Bremse (72, 74) erzeugt wird, wobei der Betrieb der zweiten Kupplung (66) und der zweiten Bremse (74) einen Rückwärtsgang erzeugt.
Mehrganggetriebe, aufweisend: eine Antriebswelle (28); eine Abtriebswelle (29); ein Getriebesystem mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Planetengetriebeeinheit (32, 34, 36), wobei jede Getriebeeinheit (32, 34, 36) ein Sonnenrad (38, 46, 54), ein Hohlrad (40, 48, 49, 56), Planetenräder (44, 52, 60), die mit dem Sonnenrad (38, 46, 54) und dem Hohlrad (40, 48, 49, 56) in Zahneingriff stehen, und einen Träger (42, 50, 58) aufweist, der die Planetenräder (44, 52, 60) drehbar abstützt, wobei der Träger (58) der dritten Getriebeeinheit (36) an dem Hohlrad (49) der zweiten Getriebeeinheit (34) zur Drehung mit diesem befestigt ist, und die Abtriebswelle (29) an dem Hohlrad (48) der zweiten Getriebeeinheit (34) zur Drehung mit diesem befestigt ist; eine erste Bremse (72) zum abwechselnden Halten gegen Drehung und Freigeben des Sonnenrades (46) der zweiten Getriebeeinheit (34) und des Sonnenrades (54) der dritten Getriebeeinheit (36); eine zweite Bremse (74) zum abwechselnden Halten gegen Drehung und Freigeben des Trägers (50) der zweiten Getriebeeinheit (34); eine erste Kupplung (64) zum abwechselnden antreibbaren Verbinden und Trennen des Trägers (42) der ersten Getriebeeinheit (32) und des Hohlrades (56) der dritten Getriebeeinheit (36); eine zweite Kupplung (66) zum abwechselnden antreibbaren Verbinden und Trennen des Trägers (42) der ersten Getriebeeinheit (32) und der Sonnenräder (46, 54) der zweiten und der dritten Getriebeeinheit (34, 36); und eine dritte Kupplung (68) zum abwechselnden Trennen und antreibbaren Verbinden der Antriebswelle (28) und des Hohlrades (40) der ersten Getriebeeinheit (32) mit dem Träger (50) der zweiten Getriebeeinheit (34).
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die erste Getriebeeinheit (32) einen ersten Abtrieb erzeugt, dessen Übersetzung relativ zu der Übersetzung der Antriebswelle (28) geringer als Eins ist, wobei der erste Abtrieb über die erste Kupplung (64) selektiv mit dem Hohlrad (56) der dritten Getriebeeinheit (36) gekuppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die erste Getriebeeinheit (32) einen ersten Abtrieb erzeugt, dessen Übersetzung relativ zu der Übersetzung der Antriebswelle (28) geringer als Eins ist, wobei der erste Abtrieb über die zweite Kupplung (66) selektiv mit den Sonnenrädern (46, 54) der zweiten und der dritten Getriebeeinheit (34, 36) gekuppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die Antriebswelle (28) über die dritte Kupplung (68) mit dem Träger (50) der zweiten Getriebeeinheit (34) gekuppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei: die erste Getriebeeinheit (32) einen ersten Abtrieb erzeugt, dessen Übersetzung relativ zu der Übersetzung der Antriebswelle (28) geringer als Eins ist; der erste Abtrieb über die erste Kupplung (64) selektiv mit dem Hohlrad (56) der dritten Getriebeeinheit (36) gekuppelt ist; der erste Abtrieb über die zweite Kupplung (66) selektiv mit den Sonnenrädern (46, 54) der zweiten und der dritten Getriebeeinheit (34, 36) gekuppelt ist; und die Antriebswelle (28) über die dritte Kupplung (68) mit dem Träger (50) der zweiten Getriebeeinheit (34) gekuppelt ist.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die zweite Getriebeeinheit (34) ferner aufweist: ein erstes Hohlrad (48), das an der Abtriebswelle (29) zur Drehung mit dieser befestigt ist; ein zweites Hohlrad (49), das im Abstand von dem ersten Hohlrad (48) angeordnet und an dem Träger (58) der dritten Getriebeeinheit (36) zur Drehung mit diesem befestigt ist; und ein Teil (51), das an dem Träger (50) der zweiten Getriebeeinheit (34) befestigt ist, sich radial zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlrad (48, 49) erstreckt, und mit der dritten Kupplung (68) antreibbar verbunden ist.