DE102006036154A1

DE102006036154A1 - Mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug

Info

Publication number: DE102006036154A1
Application number: DE102006036154A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Yokohama Hiraiwa
Original assignee: Kyowa Metal Works Co Ltd
Current assignee: Kyowa Metal Works Co Ltd
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-03-01
Also published as: US7429228B2; US20080032845A1

Abstract

Mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug umfassend ein Getriebegehäuse (66), eine Eingangswelle (10), eine erste Ausgangswelle (12) mit einem ersten Planetenradsatz (22) und eine zweite Ausgangswelle (14) mit einem zweiten Planetenradsatz (24). Die Wellen (10, 12, 14) sind parallel zueinander angeordnet. Die Eingangswelle (10) ist mit dem ersten Ringrad (32) und dem zweiten Träger (48) in Eingriff bringbar. Die erste Ausgangswelle (12) ist mit dem ersten Träger (38) in Eingriff bringbar. Die zweite Ausgangswelle (14) ist mit dem zweiten Ringrad (42) in Eingriff bringbar. Die ersten und zweiten Sonnenräder (30, 40) stehen mit einem Zwischenrad (52) in Eingriff, das in der Lage ist, am Getriebegehäuse (66) durch eine erste Bremse (64) gehalten zu werden, die zwischen dem Zwischenrad (52) und den ersten und zweiten Planetengetriebesätzen (22, 24) angeordnet ist, und verbindbar ist mit der Eingangswelle (10) über das erste eingangsgetriebene Zahnrad (26). Der zweite Träger (48) ist in der Lage, am Getriebegehäuse (66) gehalten zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug, bei welchem das Automatikgetriebe in einer Richtung quer zur Richtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
In letzter Zeit erfordern Automatikgetriebe, die bei Motorfahrzeugen eingebaut sind, mehr Vorwärtsgänge, beispielsweise mehr als fünf Gänge, um den Kraftstoffverbrauch, die Emissionsreinigung und das Beschleunigungsvermögen zu verbessern.

Ein konventionelles mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug ist offenbart in der japanischen Offenlegung Nr. (Tokkaihei) 04-219553. Dieses konventionelle mehrstufige Automatikgetriebe hat zwei Zahnradsätze, von denen einer ein Planetenradsatz vom Ravigneaux-Typ ist, oder drei Zahnradsätze, die fünf Reibungselementen zugeordnet sind, um sechs Vorwärtsgänge bereitzustellen. Diese Zahnradsätze und Reibungselemente sind in Reihen in einer axialen Richtung des Getriebes angeordnet, was zu einem erhöhten Raumbedarf in axialer Richtung beim Einbau des Getriebes in ein Motorfahrzeug führt, was wiederum Schwierigkeiten beim Einbau in Fahrzeugkarosserien insbesondere von Fahrzeugen mit Frontmotor und Frontantrieb (FF) und Fahrzeugen mit Heckmotor und Heckantrieb (RR) verursachen kann, kenn das Getriebe quer zur jeweiligen Fahrzeugkarosserie angeordnet werden soll.

Um solche Nachteile zu vermeiden, sind andere konventionelle mehrstufige Automatikgetriebe vorgeschlagen worden, z.B. in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2005-180665. Das dort beschriebene Getriebe hat zwei Planetenradsätze und fünf bis sechs Reibungselemente, wobei die Planetengetriebesätze und die Reibungselemente in zwei Gruppen getrennt und jeweils auf zwei parallelen Wellen angeordnet sind.

Das o.g. bekannte konventionelle mehrstufige Automatikgetriebe kann zwar vorteilhaft in axialer Richtung kürzer im Vergleich zu früheren konventionellen Automatikgetrieben gebaut werden, jedoch kann es die Anordnung von vier Reibungselementen, die aus zwei Kupplungen und zwei Bremsen besteht, in Reihen auf einer Achse von einem der Planetengetriebesätze nicht vermeiden. Speziell kann nicht vermieden werden, eine Bremse an einer Außenseite einer Kette anzuordnen, die erste und zweite Planetenradsätze verbindet. Dies erfordert weitere Verbesserungen beim Vermindern seiner Länge in seiner Axialrichtung, um das Automatikgetriebe in ein kleineres Fahrzeug einzubauen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug bereitzustellen, welches die obigen Nachteile überwindet und die axiale Länge des Automatikgetriebes zwecks einfachen Einbaus auch in ein kleineres Fahrzeug vermindern kann.

Gemäß einem ersten Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug, umfassend ein Getriebegehäuse, eine Eingangswelle mit einem Eingangsantriebszahnrad, eine erste Ausgangswelle mit einem ersten Ausgangsantriebszahnrad an einem Endteil davon und parallel zur Eingangswelle angeordnet, eine zweite Ausgangswelle mit einem zweiten Ausgangsantriebszahnrad und parallel zu der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle angeordnet, ein erstes eingangsgetriebenes Zahnrad, rotierbar auf der ersten Ausgangswelle und in Eingriff mit dem Eingangsantriebszahnrad, ein zweites eingangsgetriebenes Zahnrad, rotierbar auf der zweiten Ausgangswelle und in Eingriff mit dem Eingangsantriebszahnrad, ein ausgangsgetriebenes Zahnrad in Eingriff mit dem ersten Ausgangsantriebszahnrad und dem zweiten Ausgangsantriebszahnrad, einen ersten Planetenradsatz, der eingefügt ist zwischen der Eingangswelle und dem ersten Ausgangsantriebszahnrad und koaxial mit der ersten Ausgangswelle angeordnet ist, um eine Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle auf eine Rotationsgeschwindigkeit des ersten Ausgangsantriebszahnrads zu ändern, wobei der erste Planetenradsatz ein erstes Sonnenrad, ein erstes Ringrad, eine Mehrzahl von ersten Planetenrädern umfaßt, die durch einen ersten Planetenradträger getragen sind und mit dem Sonnenrad und dem Ringrad in Eingriff sind, und einen zweiten Planetenradsatz, der zwischen die Eingangswelle und die zweite Ausgangsgetriebewelle eingefügt ist und koaxial mit der zweiten Ausgangswelle angeordnet ist, um die Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle auf eine Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Ausgangsantriebszahnrads zu ändern, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, ein zweites Ringrad, eine Mehrzahl von zweiten Planetenrädern, getragen durch einen zweiten Planetenradträger umfaßt und in Eingriff mit dem Sonnenrad und dem zweiten Ringrad.

Die Eingangswelle ist in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem ersten Ringrad über das Eingangsantriebszahnrad und das erste eingangsgetriebene Zahnrad und ist in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem zweiten Träger über das Eingangsantriebszahnrad und das zweite eingangsgetriebene Zahnrad.

Die erste Ausgangswelle ist in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem ersten Träger. Die zweite Ausgangswelle ist in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem zweiten Ringrad.

Das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad stehen mit einem Zwischenrad in Eingriff, das in der Lage ist, am Getriebegehäuse durch eine erste Bremse gehalten zu werden, die zwischen dem Zwischenrad und den ersten und zweiten Planetengetriebesätzen angeordnet ist, und verbindbar ist mit der Eingangswelle über das Eingangsantriebszahnrad und das erste eingangsgetriebene Zahnrad. Der zweite Träger ist in der Lage, am Getriebegehäuse gehalten zu werden.

Ein solches mehrstufiges Automatikgetriebe kann mit einer ggü. den bekannten Getrieben verminderten axialen Länge gebaut werden, so daß es auch bei kleineren Motorfahrzeugen leicht eingebaut werden kann.

Vorzugsweise sind das erste eingangsgetriebene Rad und das erste Ringrad miteinander verbindbar durch Eingriff einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung. Das erste Ringrad und das erste Sonnenrad sind verbindbar miteinander durch Eingriff der zweiten Kupplung und einer dritten Kupplung. Das erste Sonnenrad ist verbindbar mit dem ersten eingangsgetriebenen Rad durch Eingriff der ersten und dritten Kupplung. Das zweite eingangsgetriebene Rad und der zweite Träger sind miteinander verbindbar durch Eingriff einer vierten Kupplung. Der zweite Träger ist in der Lage, am Getriebegehäuse durch eine zweite Bremse gehalten zu werden.

Das mehrstufige Automatikgetriebe kann unter Verwendung von nur fünf oder sechs Reibungselementen sieben Gänge erhalten, und zwar unter Hinzufügen eines Freilaufs.

Vorzugsweise wirkt die erste Kupplung als ausrückendes Element, so daß das mehrstufige Automatikgetriebe ein Kupplungsfluid und einen Drehmomentwandler erübrigen kann, was weiterhin seine axiale Länge vermindern kann.

Die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die dritte Kupplung sind vorzugsweise durch ein Zwischenteil verbunden, das koaxial mit der ersten Ausgangswelle verbunden ist. Damit können erste und dritte Kupplungen kompakt angeordnet und bei geringen Herstellungskosten und einfachem Herstellungsvorgang gefertigt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung und der Zeichnung, in welcher:
1 ein Prinzipschema ist, das einen Getriebezug eines mehrstufigen Automatikgetriebes einer ersten bevorzugten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ein Schema ist, das eine Anordnung von Zahnrädern und Wellen zeigt, die bei dem Getriebezug des mehrstufigen Automatikgetriebes der ersten Ausführung verwendet wird, die in 1 gezeigt ist,
3 eine Schnittansicht des mehrstufigen Automatikgetriebes der ersten Ausführung ist, die in 1 gezeigt ist,
4 eine Schalttabelle der Beziehungen zwischen Zuständen von Reibungselementen und Zahnrädern ist, die dadurch in dem Automatikgetriebe etabliert sind, das in 1 gezeigt ist,
5 ein schematisches Schaltbild ist, das einen Getriebezug eines mehrstufigen Automatikgetriebes einer zweiten bevorzugten Ausführung gemäß der Erfindung zeigt,
6 eine Schalttabelle einer Beziehung zwischen Zuständen von Reibungselementen und Zahnrädern ist, die dadurch in dem Automatikgetriebe etabliert sind, das in 5 gezeigt ist.
In der folgenden detaillierten Beschreibung bezeichnen ähnliche Bezugszeichen und -Ziffern ähnliche Elemente in allen Figuren der Zeichnungen.
Ein 7-Gang Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug nach der ersten bevorzugten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1–3 gezeigt, ist das 7-Gang Automatikgetriebe mit einer Eingangswelle 10, einer ersten Ausgangswelle 12, einer zweiten Ausgangswelle 14, einem ersten Planetenradsatz 22, einem zweiten Planetenradsatz 24 ausgerüstet und ist in einer nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie so eingebaut, daß die Wellen 10, 12 und 14 parallel zueinander und in einer Querrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, wenn das Automatikgetriebe an der Fahrzeugkarosserie eingebaut ist.
Die Eingangswelle 10 ist koaxial mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors 1 verbunden und an ihrem einen Endteil mit dem Motor 1 über eine Fluidkupplung 2 verbunden, welche integral an ihrem Außenendteil mit einem Eingangsantriebsrad 10a verbunden ist.
Das Eingangsantriebsrad 10a ist in Eingriff mit einem ersten eingangsgetriebenen Rad 26 und einen zweiten eingangsgetriebenen Rad 28. Das erste eingangsgetriebene Rad 26 ist relativ auf der ersten Ausgangswelle 12 über nicht gezeigte Lager rotierbar. Das Eingangsantriebsrad 10a und das erste eingangsgetriebene Rad 28 wirken als erster Eingangsradsatz der vorliegenden Erfindung. Das zweite eingangsgetriebene Rad 28 ist in 1 so veranschaulicht, als wenn es von dem Eingangsantriebsrad 10a beabstandet ist und nicht damit in Eingriff ist, aber in Wirklichkeit sind sie miteinander in Eingriff wie in 2 gezeigt. Das Eingangsantriebsrad 10a und das zweite eingangsgetriebene Rad 28 wirken als zweiter Eingangsradsatz der vorliegenden Erfindung.
Das zweite eingangsgetriebene Rad 28 ist rotierbar auf der zweiten Ausgangswelle 14 über nicht gezeigte Lager.
Die erste Ausgangswelle 12 ist integral verbunden an ihrem einen Endteil mit einem ersten Ausgangsantriebsrad 12a, welches in Eingriff ist mit einem ausgangsgetriebenen Rad 16 wie in 2 gezeigt, obwohl sie in 1 so veranschaulicht sind, als ob sie nicht miteinander in Eingriff stehen würden.
Die erste Ausgangswelle 12 trägt den ersten Planetenradsatz 22, so daß sie koaxial zueinander angeordnet sind und die zweite Ausgangswelle 14 trägt den zweiten Planetenradsatz 24, so daß sie koaxial zueinander angeordnet sind.
Der erste Planetenradsatz 22 ist ein einzelner Planetentyp eins und umfaßt ein erstes Sonnenrad 30, ein erstes Ringrad 32 und eine Mehrzahl erster Planetenräder 34, die rotierbar durch einen ersten Planetenradträger 38 getragen sind, wobei jedes der ersten Planetenräder 34 zwischen dem ersten Sonnenrad 30 und dem ersten Ringrad 32 miteinander in Eingriff sind.
Das erste Sonnenrad 30 ist auf der ersten Ausgangswelle 12 rotierbar und befestigt mit einem Reaktionsrad 50 durch eine Hohlwelle. Das erste Sonnenrad 30 ist verbindbar mit dem ersten Eingangsrad 26 durch Eingreifen von sowohl einer ersten Kupplung 56 als auch einer dritten Kupplung 62 durch ein Zwischenteil 58, das koaxial mit der ersten Ausgangswelle angeordnet ist und auch verbindbar ist mit dem ersten Ringrad 32, durch Eingreifen von sowohl der dritten Kupplung 62 als auch einer zweiten Kupplung 60 durch das Zwischenteil 58.
Das erste Ringrad 32 ist angeordnet an einer Außenseite des ersten Sonnenrades 30 und koaxial mit dem ersten Sonnenrad 30. Das erste Ringrad 32 ist verbindbar mit dem ersten Sonnenrad 30 durch Eingreifen von sowohl der ersten als auch dritten Kupplung 56 und 62 und auch verbindbar mit dem ersten Eingangsrad 26 durch Eingreifen von sowohl dem ersten Eingangsrad 26 durch in Eingriffbringen von sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung 56 und 60.
Die erste Kupplung 56, zweite Kupplung 60 und die dritte Kupplung 62 sind in Reihen in Axialrichtung des Automatikgetriebes angeordnet, wobei Reibscheiben der ersten und zweiten Kupplungen 56 und 60 an einem äußeren peripheren Teil des ersten Planetenradsatzes 22 angeordnet sind und Reibescheiben der dritten Kupplung 62 angeordnet sind zwischen dem ersten Planetenradsatz 22 und dem ersten Reaktionsrad 50. Kolben der ersten bis dritten Kupplungen 56, 60 und 62 sind auch zwischen dem ersten Planetenradsatz 22 und dem ersten Reaktionsrad 50 angeordnet.
Der erste Planetenradträger 38 ist integral verbunden mit einem Zwischenteil der ersten Ausgangswelle 12 an einem Ort zwischen dem ersten Sonnenrad 30 und dem ersten eingangsgetriebenen Rad 26.
Der zweite Planetenradsatz 24 ist ein einzelner Planetentyp 1 und umfaßt ein zweites Sonnenrad 40, ein zweites Ringrad 42 und eine Mehrzahl von zweiten Planetenräder, die rotierbar durch einen zweiten Planetenradträger 48 getragen sind, wobei jedes der zweiten Planetenräder 44 zwischen dem zweiten Sonnenrad 40 und dem zweiten Ringrad 42 angeordnet ist und mit ihnen in Eingriff steht.
Das zweite Sonnenrad 40 ist rotierbar auf der zweiten Ausgangswelle 14 und befestigt mit einem zweiten Reaktionsrad durch eine Hohlwelle. Das zweite Reaktionsrad 54 und das erste Reaktionsrad 50 sind miteinander über ein Zwischenrad 52 so verbunden, daß die ersten und zweiten Sonnenräder 30 und 40 miteinander verbunden sind über ein erstes Reaktionsrad 50, das Zwischenrad 52 und das zweite Reaktionsrad 54.
Das Zwischenrad 52 kann an einem Getriebegehäuse 66 gehalten werden durch Anwenden einer ersten Bremse 64, so daß die erste Bremse 64 in der Lage ist, das erste und zweite Sonnenrad 30 und 40 gleichzeitig zu stoppen. Die erste Bremse 64 ist koaxial mit einer Zwischenradwelle 52S des Zwischenrads 52 und zwischen dem Zwischenrad 52 und dem ersten und zweiten Planetenradsätzen 22 und 24 in Axialrichtung angeordnet.
Das zweite Ringrad 42 ist an einer Außenseite des zweiten Sonnenrades 40 und koaxial mit dem zweiten Sonnenrad 40 angeordnet. Das zweite Ringrad 42 ist mit einem Zwischenteil der zweiten Ausgangswelle 14 an einem Ort zwischen dem zweiten Sonnenrad 40 und dem eingangsgetriebenen Rad 28 angeordnet.
Der zweite Planetenradträger 48 ist verbindbar mit dem zweiten eingangsgetriebenen Rad 28 durch Eingreifen einer vierten Kupplung 68 und kann befestigt werden am Getriebegehäuse 66 durch Anwenden einer zweiten Kupplung 70. Der zweite Planetenradträger 48 kann auch befestigt werden am Getriebegehäuse 66 durch einen Freilauf oder eine Überlaufkupplung 72, welche in einer Richtung, aber nicht in der anderen Richtung rotieren kann.
Die zweite Ausgangswelle 14 ist integral verbunden mit einem Ausgangsantriebsrad 14a, welches in Eingriff ist mit dem ausgangsgetriebenen Rad 16. Das ausgangsgetriebene Rad 16 ist in der Lage, eine linke Antriebswelle 20a und eine rechte Antriebswelle 20b durch Differentialgetriebe 18 so anzutreiben, daß linke und rechte Antriebswellen 20a und 20b ein nicht gezeigtes linkes Vorderrad und ein nicht gezeigtes rechtes Vorderrad jeweils antreiben können.
Reibungselemente, die aus den ersten bis dritten Kupplungen 56, 60 und 62 bestehen und den ersten und zweiten Bremsen 64 und 70 werden aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Gaspedalwinkels, einer Wahlhebelstellung und weiterem betätigt, um optimale Gänge gemäß der in Tabelle 4 gezeigten Schalttafel zu erhalten. Der Freilauf 72 wird mechanisch und automatisch gemäß einem Rotationszustand des zweiten Planetenradträgers 44 betrieben, der auch in 4 gezeigt ist.
In der Schalttabelle von 4 zeigen "D", "R" und "L" eine Vorwärtsfahrstellung, eine Rückwärtsstellung und eine Vorwärtslangsamfahrstellung der Wahlhebelposition jeweils an und "1" bis "7." und "Rev." zeigen die ersten bis siebten Gänge und Rückwärtsgang jeweils an. "C-1" bis "C-3" zeigt jeweils die ersten bis dritten Kupplungen 56, 60 and 62 an. "B-1 ", "B-2" und "OC" zeigen die erste Bremse 64, die zweite Bremse 70 und den Freilauf 72 an. "O" zeigt die Anwendung des entsprechenden Reibungselementes an, das in der Lage ist, Drehmoment zu übertragen und "(O)" zeigt die Anwendung des entsprechenden Reibungselementes unabhängig von der Übertragung von Drehmoment an. "
" zeigt, wie nachfolgend beschrieben, die Anwendung des Reibungselementes zum Starten der Bewegung des Fahrzeugs an.
Hiernach wird ein erstes Verhältnis α1 des ersten Planetenradsatzes 22 definiert als (Anzahl von Zähnen des ersten Sonnenrads 30)/(Anzahl von Zähnen des ersten Ringrades 32), und ein zweites Verhältnis α2 des zweiten Planetenradsatzes 24 wird definiert als (Anzahl von Zähnen ersten Sonnenrades 40)/(Anzahl von Zähnen des ersten Ringrades 42).
Ein erstes Eingangsverhältnis i1 ist definiert als (Anzahl von Zähnen des ersten eingangsgetriebenen Rades 26)/(Anzahl von Zähnen des Eingangsantriebsrades 10), und ein zweites Eingangsverhältnis i2 ist definiert als (Anzahl von Zähnen des zweiten eingangsgetriebenen Rades 28)/(Anzahl von Zähnen des Eingangsgetrieberads 10a).
Bei dieser Ausführung werden α1, α2, i1 und i2 jeweils festgesetzt auf 0,51, 0,59, 1,78 und 0,95, und ein Reaktionsverhältnis, definiert als (Anzahl von Zähnen des ersten Reaktionsrads 50)/(Anzahl von Zähnen des zweiten Reaktionsrades 54), wird auf 1 festgelegt. Dies bedeutet, daß das erste eingangsgetriebene Rad 26 angetrieben wird durch die Eingangswelle 10 bei einem Untersetzungsverhältnis und daß das zweite eingangsgetriebene Rad 28 angetrieben wird durch die Eingangswelle 10 bei einem Übersetzungsverhältnis. Im Übrigen ist α1·(1 + α2) beschrieben als AB in den folgenden Gleichungen, um eine Gleichung vereinfacht zu schreiben, und wird 0,811 in dieser Ausführungsform.
Um einen ersten Vorwärtsgang in D-Stellung zu erhalten, werden die erste Kupplung 56 und die zweite Kupplung 60 miteinander in Eingriff gebracht, um das erste eingangsgetriebene Rad 26 und das erste Ringrad 32 miteinander zu verbinden. Gleichzeitig hält der Freilauf 72 automatisch den zweiten Planetenradträger 48 in einer Vorwärtsrotierrichtung, wobei Eingangswelle 10 nicht von der Ausgangsradseite 16 so angetrieben werden kann, daß das, was eine Motorbremse genannt wird, nicht erhalten werden kann.
Ein erstes Getriebeverhältnis ist definiert als (Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle 10)/(Rotationsgeschwindigkeit der ersten Ausgangswelle 12) und i1·(1 + α1) + i1·α1/α2. Dieses Verhältnis ist 4,226, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben genannten Werte festgelegt werden.
Um einen zweiten Vorwärtsgang von dem ersten Vorwärtsgang aus in D-Stellung zu erhalten, werden die ersten und zweiten Kupplungen 56 und 60 in Eingriff miteinander gehalten ähnlich zum ersten Vorwärtsgang und die erste Bremse 64 wird angewandt, um das erste Sonnenrad 30 und das zweite Sonnenrad 40 am Getriebegehäuse 66 festzuhalten. Bei diesem zweiten Gang wird der Freilauf 72 automatisch gelöst, so daß der zweite Planetenradträger 48 frei bezüglich dem Getriebegehäuse 66 rotiert werden kann. Dies kann Schaltrucke von dem ersten Vorwärtsgang zum zweiten Vorwärtsgang unterdrücken, da seine Steuerung nur durch Steuern der ersten Bremse 64 ausgeführt werden kann. Dies ergibt ein erstes Getriebeverhältnis gleich i1·(1 + α1). Das Getriebeverhältnis ist 2,688, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben beschriebenen Werte festgesetzt werden.
Um einen dritten Vorwärtsgang von dem zweiten Vorwärtsgang aus in D-Stellung zu erhalten, werden die ersten und zweiten Kupplungen 56 und 60 in Eingriff miteinander gehalten, ähnlich dem zweiten Vorwärtsgang, die wird erste Bremse 64 gelöst und die dritte Kupplung 62 wird in Eingriff gebracht, um das erste Ringrad 32 und das erste Sonnenrad 30 miteinander zu verbinden. Dies bringt den ersten Planetenradsatz 22 als eine Einheit zum Rotieren, wobei ein drittes Getriebeverhältnis gleich i1 bereitgestellt wird. Das dritte Getriebeverhältnis ist daher 1,780, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben beschriebenen Werte festgelegt werden.
Um einen vierten Vorwärtsgang von dem dritten Vorwärtsgang aus in D-Stellung zu erhalten, werden erste und zweite Kupplungen 56 und 60 in Eingriff miteinander gehalten ähnlich dem dritten Vorwärtsgang, die dritte Kupplung 62 wird gelöst und die vierte Kupplung 68 wird in Eingriff gebracht, um das zweite Sonnenrad 40 und das zweite eingangsgetriebene Rad 28 miteinander zu verbinden. Demgemäß ist auch das erste Sonnenrad 30 in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad 40 über Zwischenrad 52 und ist verbunden mit dem zweiten eingangsgetriebenen Rad 28. Dies ergibt ein viertes Getriebeverhältnis gleich i1·i2·(α2 + AB)/(i2·i2 + i1·AB). Daher ist das vierte Getriebeverhältnis 1,182, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben beschriebenen Werte festgelegt werden.
Um einen fünften Vorwärtsgang von dem vierten Vorwärtsgang aus in D-Stellung zu erhalten, werden die ersten und vierten Kupplungen 60 und 68 in Eingriff miteinander gehalten, ähnlich zu dem vierten Vorwärtsgang, die erste Kupplung 1 wird gelöst und die dritte Kupplung 62 wird in Eingriff gebracht, um das erste Ringrad 32 und das erste Sonnenrad 30 miteinander so zu verbinden, daß der erste Planetenradsatz 22 als eine Einheit rotiert und dadurch den zweiten Planetenradsatz 24 veranlaßt, als eine Einheit zu rotieren. Dies ergibt ein fünftes Getriebeverhältnis gleich i2. Das fünfte Getriebeverhältnis ist 0,950, ein Übersetzungsgetriebeverhältnis, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben beschriebenen Werte festgelegt werden.
Um einen sechsten Vorwärtsgang von dem fünften Vorwärtsgang aus in der D-Stellung zu erhalten, werden die dritten und vierten Kupplungen 62 und 68 in Eingriff miteinander gehalten ähnlich zu dem fünften Vorwärtsgang und die zweite Kupplung 60 wird gelöst und die erste Kupplung 56 wird in Eingriff gebracht, um das erste Sonnenrad 30 und das erste eingangsgetriebene Rad 26 miteinander zu verbinden. Demgemäß wird die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Sonnenrades 40 1/i1 so wie das erste Sonnenrad 30. Dies ergibt ein sechstes Getriebeverhältnis gleich i1·i2/{i1 + α2·(i1 – i2)}. Dieses Gangverhältnis ist 0,745, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben beschriebenen Werte festgelegt werden.
Um einen siebten Vorwärtsgang aus dem sechsten Vorwärtsgang in der D-Stellung zu erhalten, werden die ersten und vierten Kupplungen 56 und 68 in Eingriff gebracht, ähnlich dem sechsten Vorwärtsgang, die dritte Kupplung 62 wird gelöst und die erste Bremse 64 wird angewandt, so daß die ersten und zweiten Sonnenräder 30 und 40 am Getriebegehäuse 66 festgehalten sind. Dies ergibt ein siebtes Gangverhältnis gleich i2/(1 + α2). Das siebte Gangverhältnis ist 0,597, wenn α1, α2, i1 und i2 auf die oben beschriebenen Werte festgelegt werden.
Um einen Rückwärtsgang in der Reversstellung (R) zu erhalten, werden die ersten und dritten Kupplungen 56 und 62 in Eingriff gebracht und die zweite Kupplung 70 wird angewandt, so daß das zweite Sonnenrad 40 verbunden wird mit dem ersten eingangsgetriebenen Rad 26 und der zweite Planetenradträger 48 wird am Getriebegehäuse 66 festgehalten. Dementsprechend wird das zweite Sonnenrad 40 bei der Rotationsgeschwindigkeit von 1/i1 angetrieben. Dies ergibt ein Rückwärtsgangverhältnis gleich –i1/α2. Das Rückwärtsgangverhältnis ist –3,017 in einer Rückrotationsrichtung, wenn α1, α2, i1 und i1 auf die oben beschriebenen Werte festgelegt werden.
Um einen ersten niedrigen Gang in der LOW-Stellung (L) zu erhalten, wo Motorbremsen bereitgestellt werden kann, wird zusätzlich zu Eingriffen der ersten und zweiten Kupplungen 56 und 60 ähnlich dem ersten Vorwärtsgang in der D-Stellung die zweite Bremse 70 angewandt, so daß der zweite Planetenradträger 48 am Getriebegehäuse 66 gehalten wird. Demgemäß kann das Ausgangsrad 16 die Eingangswelle 10 antreiben, um in der Lage zu sein, die Motorbremse anzuwenden.
Dieses Getriebeverhältnis hat denselben Wert wie das Getriebeverhältnis im ersten Gang in D-Stellung.
Das Automatikgetriebe der ersten Ausführung kann Getriebeverhältnis haben, die von 4,226 bis 0,597 variieren, was ein breites Gangverhältnis von 7,074 ergibt, das erhalten wird durch (1. Getriebeverhältnis)/(7. Getriebeverhältnis).
Ein Gangschritt kann auch ausgedrückt werden als das Verhältnis von benachbarten Gangverhältnissen. Wenn bei dieser Ausführung α1, α2, i1 und i2 festgelegt werden, um die oben beschriebenen Werte zu haben, ist ein Gangschritt vom ersten zum zweiten Gang zwischen dem ersten Getriebeverhältnis und dem zweiten Getriebeverhältnis 1,572, ein Gangschritt vom zweiten zum dritten Gang zwischen dem zweiten Getriebeverhältnis und dem dritten Getriebeverhältnis ist 1,510, ein Gangschritt vom dritten zum vierten Gang zwischen dem dritten Getriebeverhältnis und dem vierten Getriebeverhältnis ist 1,506, der Gangschritt vom vierten zum fünften Gang zwischen dem vierten Getriebeverhältnis und fünften Getriebeverhältnis ist 1,244, ein Gangschritt vom fünften zum sechsten Gang zwischen dem fünften Getriebeverhältnis und dem sechsten Getriebeverhältnis ist 1,275 und ein Gangschritt vom sechsten zum siebten Gang ist zwischen dem sechsten Gangverhältnis und dem siebten Gangverhältnis ist 1,247.
Diese Gangschritte werden kleiner, wenn die Gänge höher werden, was bevorzugte Getriebeverhältnischarakteristiken ergibt, wenn ein Motorfahrzeug durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird.
Der Getriebezug der ersten Ausführung hat die folgenden Vorteile.
Die ersten bis dritten Kupplungen 56, 60 und 62 sind in Reihen in der Axialrichtung angeordnet und die erste Bremse 64 wird zwischen den ersten und zweiten Reaktionsrädern 50 und 54 angeordnet und die ersten und zweiten Planetenradsätze 22 und 24 in der Axialrichtung, da die ersten und zweiten Reaktionsräder 50 und 54 über das Zwischenrad 52 in Eingriff sind mit den ersten und zweiten Sonnenrädern 30 und 40, welche gestoppt werden können durch die zweite Bremse 70. Daher kann die Axiallänge des Antriebsstrangs der ersten Ausführung vermindert werden, wodurch das Automatikgetriebe von kleineren FF- und RR-Fahrzeugen leicht eingebaut zu werden können.
Mehr willkürlich ist das Gangverhältnis zwischen den ersten und zweiten Reaktionsrädern 50 und 54 auf 1 bei dieser Ausführung festgelegt, und es kann natürlich auch so festgelegt werden, daß sich Untersetzungs- oder Übersetzungsverhältnis ergibt.
Die erste Kupplung 56 kann entfernt werden, so daß das erste eingangsgetriebene Rad 26 mit dem ersten Ringrad 32 durch Anwenden lediglich der zweiten Kupplung 60 verbunden werden kann und auch verbunden werden kann mit dem ersten Sonnenrad 30 durch Anwenden lediglich der dritten Kupplung 62, was ein Sechsgang-Automatikgetriebe ergibt.
Als nächstes wird ein Siebengang-Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug einer zweiten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
Wie in den 5 und 6 gezeigt hat das Siebengang-Automatikgetriebe eine Konstruktion ähnlich zu jener der ersten Ausführung, außer daß es einen Dämpfer 2a zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors 1 und einer Eingangswelle 10 hat und eine erste Reibkupplung 56 in einer zur ersten Ausführung unterschiedlichen Weise betätigt wird. Die anderen Teile der zweiten Ausführungen sind ähnlich zu jenen der ersten Ausführung.
Die Betätigung der Reibelemente und des Freilaufs 72 ist ähnlich zu jener der ersten Ausführung wie in 6 gezeigt, außer daß die erste Kupplung 56 als ausrückendes Element wirkt. Demgemäß zeigt "M" in 6 die Anwendung der ersten Kupplung 56 zur Ausführung der Ausrückfunktion an.
Um einen ersten Vorwärtsgang in einer D-Stellung und einer L-Stellung zu erhalten, wird die zweite Kupplung 60 zuerst in Eingriff gebracht und dann die wird erste Kupplung 56 graduell durch ihren Schlupf in Eingriff gebracht und schließlich vollständig in Eingriff gebracht. Um einen Rückwärtsgang in einer R-Stellung zu erhalten wird eine dritte Kupplung 62 in Eingriff gebracht und die zweite Bremse 70 wird zuerst angewandt und dann wird und dann die wird erste Kupplung 56 graduell durch ihren Schlupf in Eingriff gebracht und schließlich vollständig in Eingriff gebracht. Diese Steuerungen der ersten Kupplung 56 können ein Fahrzeug sanft losfahren lassen, ohne eine Fluidkupplung und einen Drehmomentwandler, was weiterhin die axiale Länge des Automatikgetriebes vermindern kann, da der Dämpfer in Axialrichtung kurz ist.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich z.B. auf die Übersetzungsverhältnisse und die Anzahl von Gängen und Kupplungen beziehen können.

Claims

Mehrstufiges Automatikgetriebe für ein Motorfahrzeug, umfassend: – ein Getriebegehäuse (66), – eine Eingangswelle (10) mit einem Eingangsantriebszahnrad (10a), – eine erste Ausgangswelle (12) mit einem ersten Ausgangsantriebszahnrad (12a) an einem Endteil davon und parallel zur Eingangswelle (10) angeordnet, – eine zweite Ausgangswelle (14) mit einem zweiten Ausgangsantriebszahnrad (14a) und parallel zu der Eingangswelle (10) und der ersten Ausgangswelle (12) angeordnet, – ein erstes eingangsgetriebenes Zahnrad (26), rotierbar auf der ersten Ausgangswelle (12) und in Eingriff mit dem Eingangsantriebszahnrad (10a), – ein zweites eingangsgetriebenes Zahnrad (28), rotierbar auf der zweiten Ausgangswelle (14) und in Einriff mit dem Eingangsantriebszahnrad (10a), – einen ausgangsgetriebenen Gang (16) in Eingriff mit dem ersten Ausgangsantriebszahnrad (12a) und dem zweiten Ausgangsantriebszahnrad (14a), – einen ersten Planetenradsatz (22), der eingefügt ist zwischen der Eingangswelle (10) und dem ersten Ausgangsantriebszahnrad (12a) und koaxial mit der ersten Ausgangswelle (10) angeordnet ist, um eine Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle (10) auf eine Rotationsgeschwindigkeit des ersten Ausgangsantriebszahnrads (12a) zu ändern, wobei der erste Planetenradsatz (22) ein erstes Sonnenrad (30), ein erstes Ringrad (32), eine Mehrzahl von ersten Planetenrädern (34), umfaßt, die durch einen Planetenträger (38) getragen sind und mit dem Sonnenrad (30) und dem Ringrad (32) in Eingriff sind, und – einen zweiten Planetenradsatz (24), der zwischen die Eingangswelle (10) und die zweite Ausgangsgetriebewelle (14a) eingefügt ist und koaxial mit der zweiten Ausgangswelle (14) angeordnet ist, um die Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle (10) auf eine Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Ausgangsantriebszahnrads (14a) zu ändern, wobei der zweite Planetenradsatz (24) ein zweites Sonnenrad (40), ein zweites Ringrad (42), eine Vielzahl von zweiten Planetenrädern (44), getragen durch einen zweiten Planetenträger (48) umfaßt und in Eingriff mit dem Sonnenrad (40) und dem zweiten Ringrad (42), wobei – die Eingangswelle (10) in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem ersten Ringrad (32) über das Eingangsantriebszahnrad (10a) und das erste Eingangsantriebszahnrad (26) ist und in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem zweiten Träger (48) über das Eingangsantriebszahnrad (10a) und das zweite eingangsgetriebene Zahnrad (28) ist, – die erste Ausgangswelle (12) in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem ersten Träger (38) ist, – die zweite Ausgangswelle (14) in einer von eingreifenden und eingreifbaren Beziehungen mit dem zweiten Ringrad (42) ist, – das erste Sonnenrad (30) und das zweite Sonnenrad (40) mit einem Zwischenrad (52) in Eingriff stehen, das in der Lage ist, am Getriebegehäuse (66) durch eine erste Bremse (64) gehalten zu werden, die zwischen dem Zwischenrad (52) und dem ersten und zweiten Planetengetriebesätzen (22, 24) angeordnet ist und verbindbar ist mit der Eingangswelle (10) über das Eingangsantriebszahnrad (10a) und das erste eingangsgetriebene Zahnrad (26), und – der zweite Träger (48) in der Lage ist, am Getriebegehäuse (66) gehalten zu werden.
Mehrstufiges Automatikgetriebe nach Anspruch 1, wobei – das erste eingangsgetriebene Rad (26) und das erste Ringrad (32) miteinander verbindbar sind durch Eingriff einer ersten Kupplung (56) und einer zweiten Kupplung (60), – das erste Ringrad (32) und das erste Sonnenrad (30) verbindbar miteinander sind durch Eingriff der zweiten Kupplung (60) und einer dritten Kupplung (62), – das erste Sonnenrad (30) verbindbar ist mit dem ersten eingangsgetriebenen Rad (26) durch Eingriff der ersten und dritten Kupplung (56, 62), – das zweite eingangsgetriebene Rad (28) und der zweite Träger (48) miteinander verbindbar sind durch Eingriff einer vierten Kupplung (68) und – der zweite Träger (48) in der Lage ist, am Getriebegehäuse (66) durch eine zweite Bremse (64) gehalten zu werden.
Mehrstufiges Automatikgetriebe nach Anspruch 2, – wobei die erste Kupplung (56) als ein ausrückendes Element wirkt.
Mehrstufiges Automatikgetriebe nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, – wobei die erste Kupplung (56), die zweite Kupplung (60) und die dritte Kupplung (62) durch ein Zwischenteil (58) verbunden sind, das koaxial mit der ersten Ausgangswelle (12) angeordnet ist.