-
Die Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe, z. B. für ein Automatikgetriebe, eines Fahrzeuges.
-
Bei einem typischen Schaltmechanismus eines Automatikgetriebes wird eine Kombination einer Mehrzahl von Planetengetrieben verwendet. Bei einem Automatikgetriebe mit einer Mehrzahl von Planetengetrieben wird die Drehzahl und das von einem Drehmomentwandler des Automatikgetriebes aufgenommene Drehmoment geändert, und das geänderte Drehmoment wird dementsprechend an eine Abtriebswelle übertragen.
-
Es ist bekannt, dass, wenn ein Getriebe eine größere Anzahl von Schaltgängen realisiert, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes optimaler gestaltet werden können, und daher kann ein Fahrzeug einen besseren spezifischen Kraftstoffverbrauch und eine bessere Leistung haben. Aus diesem Grunde wird ständig nach einem Automatikgetriebe geforscht, das mehr Schaltgänge ermöglicht.
-
Außerdem sind bei derselben Anzahl von Gängen die Merkmale eines Automatikgetriebes, wie Haltbarkeit, Leistungsübertragungseffizienz und Größe, entscheidend von der Anordnung der kombinierten Planetengetriebe abhängig. Daher wird auch ständig nach Gestaltungen für eine kombinierte Struktur eines Automatikgetriebes geforscht.
-
Ein Handschaltgetriebe, das zu viele Gänge hat, verursacht beim Fahrer Unbequemlichkeiten durch übermäßig häufige Schaltvorgänge. Daher sind die positiven Merkmale mehrerer Schaltgänge für Automatikgetriebe wichtiger, da ein Automatikgetriebe die Schaltvorgänge grundsätzlich ohne manuelle Betätigung automatisch steuert.
-
Zusätzlich zu verschiedenen Entwicklungen bezüglich Vier- und Fünfganggetrieben wurden Automatikgetriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang eingeführt, und ebenso wird nach Getrieben mit einer größeren Anzahl von Gängen geforscht, wie in den Druckschriften
DE 10 2004 026 820 A1 ,
EP 1 371 877 A2 und
US 5 133 697 A offenbart, die jeweils ein Mehrgang-Getriebe für Kraftfahrzeuge mit drei Planetengetriebeeinheiten zeigen, deren Komponenten mittels Schaltelemente, z. B. Bremsen und Kupplungen, miteinander verknüpft sind.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues, automatisch schaltbares Getriebe mit einem verbesserten Leistungsübertragungsvermögen und einem reduzierten Kraftstoffverbrauch zu schaffen.
-
Die Erfindung stellt ein automatisch schaltbares Getriebe gemäß Anspruch 1 bereit. Die Erfindung stellt auch ein automatisch schaltbares Getriebe gemäß Anspruch 2 bereit. Ferner stellt die Erfindung ein automatisch schaltbares Getriebe gemäß Anspruch 3 bereit.
-
Nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Automatikgetriebe eines Fahrzeuges ein erstes und ein zweites Planetengetriebe von einfachen Planetengetrieben, ein drittes Planetengetriebe eines zusammengesetzten Planetengetriebes, und einer Mehrzahl von Reibelementen auf. Das erste Planetengetriebe reduziert eine von einer Antriebswelle über einen ersten Antriebspfad aufgenommene Motordrehzahl und gibt die reduzierte Drehzahl über einen ersten Zwischenabtriebspfad ab. Das zweite Planetengetriebe nimmt die reduzierte Drehzahl über einen ersten und einen zweiten Zwischenantriebspfad auf und gibt die reduzierte Drehzahl oder eine umgekehrte Drehzahl über einen zweiten Zwischenabtriebspfad ab, wobei das zweite Planetengetriebe wahlweise als ein feststehendes Element wirkt. Das dritte Planetengetriebe nimmt wahlweise die Motordrehzahl von der Antriebswelle über einen zweiten Antriebspfad auf, nimmt wahlweise Antriebsdrehzahlen von dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe über einen dritten und einen vierten Zwischenantriebspfad auf, und gibt eine Mehrzahl von geänderten Drehzahlen über einen Endabtriebspfad ab.
-
Das erste und das zweite Planetengetriebe können jeweils Einzelplanetenräder aufweisen, und das dritte Planetengetriebe kann ein zusammengesetztes Planetengetriebe in einer Kombination von Einzel- und Doppelplanetenrädern sein, die ein Hohlrad und einen Planetenradträger gemeinsam benutzen.
-
Das erste Planetengetriebe kann ein Sonnenrad, das immer als ein feststehendes Element wirkt, einen Planetenradträger, der den ersten Zwischenabtriebspfad bildet, und ein Hohlrad aufweisen, das den ersten Antriebspfad bildet, indem es mit der Antriebswelle direkt verbunden ist.
-
Das zweite Planetengetriebe kann ein Sonnenrad, das den ersten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, einen Planetenradträger, der wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenantriebspfad bildet, indem er mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, und ein Hohlrad aufweisen, das wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenabtriebspfad bildet.
-
Das dritte Planetengetriebe kann ein Sonnenrad mit kleinerem Durchmesser, das den dritten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, ein Sonnenrad mit größerem Durchmesser, das den vierten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem zweiten Zwischenabtriebspfad des zweiten Planetengetriebes direkt verbunden ist, einen Planetenradträger, der den zweiten Antriebspfad bildet, indem er mit der Antriebswelle variabel verbunden ist, und ein Hohlrad aufweisen, das mit dem Sonnenrad mit größerem Durchmesser des dritten Planetengetriebes variabel verbunden ist und einen Endabtriebspfad bildet.
-
Das erste Planetengetriebe kann Einzelplanetenräder aufweisen. Das zweite Planetengetriebe kann Doppelplanetenräder aufweisen. Das dritte Planetengetriebe kann ein zusammengesetztes Planetengetriebe in einer Kombination von Einzel- und Doppelplanetenrädern sein, die ein Hohlrad und einen Planetenradträger gemeinsam benutzen.
-
Das zweite Planetengetriebe kann ein Sonnenrad, das den ersten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, einen Planetenradträger, der wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenantriebspfad bildet, indem er mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, und ein Hohlrad aufweisen, das wahlweise als ein feststehendes Element wirkt.
-
Das zweite Planetengetriebe kann ein Sonnenrad, das den ersten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, ein Hohlrad, das wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, und einen Planetenradträger aufweisen, der wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenabtriebspfad bildet.
-
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Automatikgetriebe eines Fahrzeuges ein erstes und ein zweites Planetengetriebe, die jeweils Einzelplanetenräder aufweisen, und ein drittes Planetengetriebe auf, das zusammengesetzte Planetenräder aufweist, die ein Hohlrad und einen Planetenradträger gemeinsam benutzen. Das erste Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, das immer als ein feststehendes Element wirkt, einen Planetenradträger, der den ersten Zwischenabtriebspfad bildet, und ein Hohlrad auf, das den ersten Antriebspfad bildet, indem es mit der Antriebswelle direkt verbunden ist. Das zweite Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, das den ersten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, einen Planetenradträger, der wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenantriebspfad bildet, indem er mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, und ein Hohlrad auf, das wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenabtriebspfad bildet. Das dritte Planetengetriebe weist ein Sonnenrad mit kleinerem Durchmesser, das den dritten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, ein Sonnenrad mit größerem Durchmesser, das den vierten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem zweiten Zwischenabtriebspfad des zweiten Planetengetriebes direkt verbunden ist, einen Planetenradträger, der den zweiten Antriebspfad bildet, indem er mit der Antriebswelle variabel verbunden ist, und ein Hohlrad auf, das den Abtriebspfad bildet, indem es mit dem Sonnenrad variabel verbunden ist.
-
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Automatikgetriebe eines Fahrzeuges ein erstes Planetengetriebe, das Einzelplanetenräder aufweist, ein zweites Planetengetriebe, das Doppelplanetenräder aufweist, und ein drittes Planetengetriebe auf, das zusammengesetzte Planetenräder aufweist, die ein Hohlrad und einen Planetenradträger gemeinsam benutzen. Das erste Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, das immer als ein feststehendes Element wirkt, einen Planetenradträger, der den ersten Zwischenabtriebspfad bildet, und ein Hohlrad auf, das den ersten Antriebspfad bildet, indem es mit der Antriebswelle direkt verbunden ist. Das zweite Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, das den ersten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, einen Planetenradträger, der wahlweise als ein feststehendes Element wirkt, den zweiten Zwischenabtriebspfad bildet, und den zweiten Zwischenantriebspfad bildet, indem er mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, und ein Hohlrad auf, das wahlweise als ein feststehendes Element wirkt. Das dritte Planetengetriebe weist ein Sonnenrad mit kleinerem Durchmesser, das den dritten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, ein Sonnenrad mit größerem Durchmesser, das den vierten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem zweiten Zwischenabtriebspfad des zweiten Planetengetriebes direkt verbunden ist, einen Planetenradträger, der den zweiten Antriebspfad bildet, indem er mit der Antriebswelle variabel verbunden ist, und ein Hohlrad auf, das den Abtriebspfad bildet, indem es mit dem Sonnenrad variabel verbunden ist.
-
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein Automatikgetriebe eines Fahrzeuges ein erstes Planetengetriebe, das Einzelplanetenräder aufweist, ein zweites Planetengetriebe, das Doppelplanetenräder aufweist, und ein drittes Planetengetriebe auf, das zusammengesetzte Planetenräder aufweist, die ein Hohlrad und einen Planetenradträger gemeinsam benutzen. Das erste Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, das immer als ein feststehendes Element wirkt, einen Planetenradträger, der den ersten Zwischenabtriebspfad bildet, und ein Hohlrad auf, das den ersten Antriebspfad bildet, indem es mit der Antriebswelle direkt verbunden ist. Das zweite Planetengetriebe weist ein Sonnenrad, das den ersten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes fest verbunden ist, ein Hohlrad, das wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, und einen Planetenradträger auf, der wahlweise als ein feststehendes Element wirkt und den zweiten Zwischenabtriebspfad bildet. Das dritte Planetengetriebe weist ein Sonnenrad mit kleinerem Durchmesser, das den dritten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem ersten Zwischenabtriebspfad des ersten Planetengetriebes variabel verbunden ist, ein Sonnenrad mit größerem Durchmesser, das den vierten Zwischenantriebspfad bildet, indem es mit dem zweiten Zwischenabtriebspfad des zweiten Planetengetriebes direkt verbunden ist, einen Planetenradträger, der den zweiten Antriebspfad bildet, indem er mit der Antriebswelle variabel verbunden ist, und ein Hohlrad auf, das den Abtriebspfad bildet, indem es mit dem Sonnenrad variabel verbunden ist.
-
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein Schema eines Automatikgetriebes gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
-
2 eine Betriebstabelle von Reibelementen, die in einem Automatikgetriebe gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung angewendet werden;
-
3 ein Gangdiagramm eines Automatikgetriebes gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
-
4 ein Schema eines Automatikgetriebes gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
-
5 ein Schema eines Automatikgetriebes gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
-
6 ein Gangdiagramm eines Automatikgetriebes gemäß der zweiten und dritten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
-
Mit Bezug auf die Zeichnung wird nachfolgend eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
-
Mit Bezug auf 1 weist ein Automatikgetriebe gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein erstes und ein zweites Planetengetriebe PG1 und PG2 von einfachen Planetengetrieben und ein drittes Planetengetriebe PG3 eines zusammengesetzten Planetengetriebes auf. Eine über eine Antriebswelle IS eingegebene Drehzahl wird durch das ersten, zweite und dritte Planetengetriebe PG1, PG2 und PG3 geändert und dann über eine Abtriebswelle OS ausgegeben.
-
Die Antriebswelle IS, die ein Antriebselement ist, stellt eine Turbinenwelle eines Drehmomentwandlers dar und nimmt ein Drehmoment über den Drehmomentwandler auf. Die Abtriebswelle OS, die ein Abtriebselement ist, gibt ein Antriebsmoment an die Fahrzeugräder über ein Abtriebsrad und ein Differential ab.
-
Das erste Planetengetriebe PG1 nimmt die Motordrehzahl über einen ersten Antriebspfad IP1 auf und gibt eine reduzierte Drehzahl über einen ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 ab.
-
Das erste Planetengetriebe PG1 hat Einzelplanetenräder und weist ein Sonnenrad S1, einen Planetenradträger PC1 und ein Hohlrad R1 auf. Nachfolgend wird das Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebes PG1 als erstes Betriebselement N1 bezeichnet, der Planetenradträger PC1 des ersten Planetengetriebes PG1 wird als zweites Betriebselement N2 bezeichnet, und das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebes PG1 wird als drittes Betriebselement N3 bezeichnet. Das dritte Betriebselement N3 ist mit der Antriebswelle IS direkt verbunden und bildet den ersten Antriebspfad IP1. Das zweite Betriebselement N2 ist ein Abtriebselement des ersten Planetengetriebes PG1 und bildet den ersten Zwischenabtriebspfad MOP1. Das erste Betriebselement N1 ist mit einem Getriebegehäuse H direkt verbunden und wirkt immer als ein feststehendes Element.
-
Entsprechend einer solchen Konfiguration wird die über das dritte Betriebselement N3 eingegebene Drehzahl mit dem ersten Planetengetriebe PG1 reduziert, und die reduzierte Drehzahl wird über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Das zweite Planetengetriebe PG2 nimmt die reduzierte Drehzahl über zwei Zwischenantriebspfade MIP1 und MIP2 auf und gibt die reduzierte Drehzahl oder eine umgekehrte Drehzahl über einen zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 ab. Ebenso kann das zweite Planetengetriebe PG2 wahlweise als ein feststehendes Element wirken.
-
Das zweite Planetengetriebe PG2 hat Einzelplanetenräder und weist ein Sonnenrad S2, einen Planetenradträger PC2 und ein Hohlrad R2 auf. Nachfolgend wird das Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes PG2 als viertes Betriebselement N4 bezeichnet, der Planetenradträger PC2 des zweiten Planetengetriebes PG2 wird als fünftes Betriebselement N5 bezeichnet, und das Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes PG2 wird als sechstes Betriebselement N6 bezeichnet. Das vierte Betriebselement N4 ist mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 direkt verbunden und bildet den ersten Zwischenantriebspfad MIP1. Das fünfte Betriebselement N5 ist über eine zweite Kupplung C2 mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 variabel verbunden und bildet den zweiten Zwischenantriebspfad MIP2. Das sechste Betriebselement N6 ist mit dem dritten Planetengetriebe PG2 verbunden und bildet den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2.
-
Das fünfte Betriebselement N5 ist über eine erste Bremse B1 und eine parallel dazu angeordnete Einwegkupplung F mit dem Getriebegehäuse H variabel verbunden und wirkt wahlweise als ein feststehendes Element. Das sechste Betriebselement N6 ist über eine zweite Bremse B2 mit dem Getriebegehäuse H variabel verbunden und wirkt wahlweise als ein feststehendes Element.
-
Entsprechend einer solchen Konfiguration gibt das zweite Planetengetriebe PG2 eine umgekehrte Drehzahl über den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 ab, wenn die erste Bremse B1 oder die Einwegkupplung F in Betrieb ist, während das zweite Planetengetriebe PG2 die reduzierte Drehzahl über den ersten Zwischenantriebspfad MIP1 aufnimmt. Wenn das zweite Planetengetriebe PG2 gleichzeitig die reduzierte Drehzahl über den ersten und zweiten Zwischenantriebspfad MIP1 und MIP2 aufnimmt, wird dieselbe Drehzahl über den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 abgegeben. Wenn die zweite Bremse B2 in Betrieb ist, wirkt der zweite Zwischenabtriebspfad MOP2 (d. h. das sechste Betriebselement N6 des zweiten Planetengetriebes PG2) als ein feststehendes Element.
-
Das dritte Planetengetriebe PG3 nimmt wahlweise die Motordrehzahl von der Antriebswelle IS über einen zweiten Antriebspfad IP2 auf, nimmt wahlweise die reduzierte Drehzahl des ersten Planetengetriebes PG1 über einen dritten Zwischenantriebspfad MIP3 auf, und nimmt die Abtriebsdrehzahl des zweiten Planetengetriebes PG2 über einen vierten Zwischenantriebspfad MIP4 auf. Dann erzeugt das dritte Planetengetriebe PG3 acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und gibt diese über einen Endabtriebspfad OP ab.
-
Das dritte Planetengetriebe PG3 weist eine Kombination von Einzel- und Doppelplanetenrädern auf, wobei ein Planetenradträger und ein Hohlrad von den beiden Planetenrädern gemeinsam benutzt werden. Daher hat das dritte Planetengetriebe PG3 einen gemeinsamen Planetenradträger PC3, ein gemeinsames Hohlrad R3, ein Sonnenrad S3 mit größerem Durchmesser und ein Sonnenrad S4 mit kleinerem Durchmesser.
-
Nachfolgend wird das Sonnenrad S3 mit größerem Durchmesser als siebtes Betriebselement N7 bezeichnet, der Planetenradträger PC3 wird als achtes Betriebselements N8 bezeichnet, das Hohlrad R3 wird als neuntes Betriebselement N9 bezeichnet, und das Sonnenrad S4 mit kleinerem Durchmesser wird als zehntes Betriebselement N10 bezeichnet. Das siebte Betriebselement N7 ist mit dem zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 direkt verbunden und bildet den vierten Zwischenantriebspfad MIP4. Das zehnte Betriebselement N10 ist über eine erste Kupplung C1 mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 variabel verbunden und bildet den dritten Zwischenantriebspfad MIP3. Das achte Betriebselement N8 ist über eine dritte Kupplung C3 mit der Antriebswelle IS variabel verbunden und bildet den zweiten Antriebspfad IP2. Das neunte Betriebselement N9 ist mit der Abtriebswelle OS verbunden und bildet einen Endabtriebspfad OP.
-
Das siebte Betriebselement N7 und das neunte Betriebselement N9 sind über eine vierte Kupplung C4 variabel miteinander verbunden.
-
Die erste, zweite, dritte und vierte Kupplung C1, C2, C3 und C4 und die erste und zweite Bremse B1 und B2 können als Hydraulikdruck-Mehrscheibenreibungsvorrichtungen ausgebildet sein, die durch Hydraulikdruck in Reibeingriff gebracht werden.
-
Wie in der Betriebstabelle in 2 gezeigt, sind bei einem Automatikgetriebe gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in jedem Gang zwei Reibelemente, d. h. Kupplungen und Bremsen in Betrieb.
-
Wie in einem Gangdiagramm eines Automatikgetriebes gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in 3 gezeigt, stellt eine untere horizontale Linie eine Drehzahl gleich 0 dar, und eine obere horizontale Linie stellt eine Drehzahl gleich 1,0 dar (d. h. dieselbe Drehzahl wie die Antriebswelle IS).
-
In 3 entsprechen vier vertikale Linien des ersten Planetengetriebes PG1 der Reihe nach von links nach rechts dem ersten Betriebselement N1 mit dem Sonnenrad S1, dem zweiten Betriebselement N2 mit dem Planetenradträger PC1, und dem dritten Betriebselement N3 mit dem Hohlrad R1. Der horizontale Abstand zwischen den drei vertikalen Linien ist von dem Sonnenrad/Hohlrad-Zähneverhältnis des ersten Planetengetriebes PG1 abhängig.
-
Außerdem entsprechen drei vertikale Linien des zweiten Planetengetriebes PG2 der Reihe nach von links nach rechts dem vierten Betriebselement N4 mit dem Sonnenrad S2, dem fünften Betriebselement N5 mit dem Planetenradträger PC2, und dem sechsten Betriebselement N6 mit dem Hohlrad R2. Der horizontale Abstand zwischen den drei vertikalen Linien ist von dem Sonnenrad/Hohlrad-Zähneverhältnis des zweiten Planetengetriebes PG2 abhängig.
-
Ebenso entsprechen vier vertikale Linien des dritten Planetengetriebes PG3 der Reihe nach von links nach rechts dem siebten Betriebselement N7 mit dem Sonnenrad S3 mit größerem Durchmesser, dem achten Betriebselement N8 mit dem Planetenradträger PC3, dem neunten Betriebselement N9 mit dem Hohlrad R3, und dem zehnten Betriebselement N10 mit dem Sonnenrad S4 mit kleinerem Durchmesser. Der horizontale Abstand zwischen den vier vertikalen Linien ist von dem Sonnenrad/Hohlrad-Zähneverhältnis des dritten Planetengetriebes PG3 abhängig.
-
Die Bildung eines solchen Schaltdiagramms ist für eine technisch versierte Person offensichtlich und wird nicht ausführlicher beschrieben.
-
[Erster Vorwärtsgang]
-
Im ersten Vorwärtsgang werden die erste Kupplung C1 und die Einwegkupplung F in Betrieb gesetzt, wie in 2 gezeigt ist.
-
In diesem Falle wirkt bezüglich des ersten Planetengetriebes PG1 das erste Betriebselement N1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben, wie in 3 gezeigt ist.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 wirkt das fünfte Betriebselement N5 als ein feststehendes Element durch die Funktion der Einwegkupplung F, während die Abtriebsdrehzahl des zweiten Betriebselements N2 an das vierte Betriebselement N4 eingegeben wird. In diesem Falle gibt das zweite Planetengetriebe PG2 eine umgekehrte Drehzahl über das sechste Betriebselement N6 ab.
-
Dann wird in dem dritten Planetengetriebe PG3 die umgekehrte Drehzahl des sechsten Betriebselements N6 an das siebte Betriebselement N7 eingegeben, und die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 wird durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das zehnte Betriebselement N10 eingegeben. Daher wird eine Linie SP1 des ersten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D1 der Linie SP1 des ersten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der erste Vorwärtsgang realisiert.
-
[Zweiter Vorwärtsgang]
-
Im zweiten Vorwärtsgang wird die zweite Bremse B2 aus dem Zustand des ersten Vorwärtsgangs in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im ersten Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 wirkt das sechste Betriebselement N6 als ein feststehendes Element durch den Betrieb der zweiten Bremse B2, während die Abtriebsdrehzahl des zweiten Betriebselements N2 an das vierte Betriebselement N4 eingegeben wird. In diesem Falle erzeugt das zweite Planetengetriebe PG2 keine Abtriebsdrehzahl, da das Abtriebselement (d. h. das sechste Betriebselement N6) an dem Getriebegehäuse H festgelegt ist.
-
Dann wirkt in dem dritten Planetengetriebe PG3 das siebte Betriebselement N7 als ein feststehendes Element, da es mit dem sechsten Betriebselement N6 direkt verbunden ist, das durch die zweite Bremse B2 festgelegt ist. Die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 wird durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das zehnte Betriebselement N10 eingegeben. Daher wird eine Linie SP2 des zweiten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D2 der Linie SP2 des zweiten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der zweite Vorwärtsgang realisiert.
-
[Dritter Vorwärtsgang]
-
Im dritten Vorwärtsgang wird die zweite Bremse B2, die im zweiten Vorwärtsgang in Betrieb ist, freigegeben, und die vierte Kupplung C4 wird in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im zweiten Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 sind das fünfte und sechste Betriebselement N5 und N6 frei, da weder die zweite Kupplung C2 noch die erste und zweite Bremse B1 und B2 in Betrieb sind. Daher trägt in diesem Falle das zweite Planetengetriebe PG2 nicht zur Leistungsübertragung bei, da es keine Abtriebsdrehzahl bildet, obwohl das zweite Planetengetriebe PG2 die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 über das vierte Betriebselement N4 aufnimmt.
-
Das dritte Planetengetriebe PG3 dreht sich als eine Einheit durch den Betrieb der vierten Kupplung C4. Genauer dreht sich das dritte Planetengetriebe PG3 als eine Einheit mit einer reduzierten Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 durch den Betrieb der ersten Kupplung C1. Daher wird eine Linie SP3 des dritten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D3 der Linie SP3 des dritten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der dritte Vorwärtsgang realisiert.
-
[Vierter Vorwärtsgang]
-
Im vierten Vorwärtsgang wird die vierte Kupplung C4, die im dritten Vorwärtsgang in Betrieb ist, freigegeben, und die dritte Kupplung C3 wird in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im zweiten Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 sind das fünfte und sechste Betriebselement N5 und N6 frei, da weder die zweite Kupplung C2 noch die erste und zweite Bremse B1 und B2 in Betrieb sind. Daher trägt in diesem Falle das zweite Planetengetriebe PG2 nicht zur Leistungsübertragung bei, da es keine Abtriebsdrehzahl bildet, obwohl das zweite Planetengetriebe PG2 die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 über das vierte Betriebselement N4 aufnimmt.
-
Bezüglich des dritten Planetengetriebes PG3 wird die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das zehnte Betriebselement N10 eingegeben, und die Motordrehzahl wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das achte Betriebselement N8 eingegeben. Daher wird eine Linie SP4 des vierten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D4 der Linie SP4 des vierten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der vierte Vorwärtsgang realisiert.
-
[Fünfter Vorwärtsgang]
-
Im fünften Vorwärtsgang wird die erste Kupplung C1, die im vierten Vorwärtsgang in Betrieb ist, freigegeben, und die vierte Kupplung C4 wird in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im vierten Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 sind das fünfte und sechste Betriebselement N5 und N6 frei, da weder die zweite Kupplung C2 noch die erste und zweite Bremse B1 und B2 in Betrieb sind. Daher trägt in diesem Falle das zweite Planetengetriebe PG2 nicht zur Leistungsübertragung bei, da es keine Abtriebsdrehzahl bildet, obwohl das zweite Planetengetriebe PG2 die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 über das vierte Betriebselement N4 aufnimmt.
-
Das dritte Planetengetriebe PG3 dreht sich als eine Einheit durch den Betrieb der vierten Kupplung C4. Genauer dreht sich das dritte Planetengetriebe PG3 als eine Einheit mit der Motordrehzahl durch den Betrieb der dritten Kupplung C3. Daher wird eine Linie SP5 des fünften Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D5 der Linie SP5 des fünften Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der fünfte Vorwärtsgang realisiert.
-
[Sechster Vorwärtsgang]
-
Im sechsten Vorwärtsgang wird die vierte Kupplung C4, die im fünften Vorwärtsgang in Betrieb ist, freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im fünften Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 wird die reduzierte Drehzahl des zweiten Betriebselements N2 an das vierte Betriebselement N4 und auch an das fünfte Betriebselement N5 eingegeben. Daher dreht sich in diesem Falle das zweite Planetengetriebe PH2 als eine Einheit und gibt die reduzierte Drehzahl über das sechste Betriebselement N6 direkt ab.
-
Dann wird in dem dritten Planetengetriebe PG3 die Abtriebsdrehzahl des sechsten Betriebselements N6 an das siebte Betriebselement N7 eingegeben, und die Motordrehzahl wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das achte Betriebselement N8 eingegeben. Daher wird eine Linie SP6 des sechsten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D6 der Linie SP6 des sechsten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der sechste Vorwärtsgang realisiert.
-
[Siebter Vorwärtsgang]
-
Im siebten Vorwärtsgang wird die zweite Kupplung C2, die im sechsten Vorwärtsgang in Betrieb ist, freigegeben, und die zweite Bremse B2 wird in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im sechsten Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 wirkt das sechste Betriebselement N6 als ein feststehendes Element durch den Betrieb der zweiten Bremse B2, während die Abtriebsdrehzahl des zweiten Betriebselements N2 an das vierte Betriebselement N4 eingegeben wird. In diesem Falle erzeugt das zweite Planetengetriebe PG2 keine Abtriebsdrehzahl, da das Abtriebselement (d. h. das sechste Betriebselement N6) an dem Getriebegehäuse H festgelegt ist.
-
Dann wirkt in dem dritten Planetengetriebe PG3 das siebte Betriebselement N7, das mit dem sechsten Betriebselement N6 direkt verbunden ist, als ein feststehendes Element, und die Motordrehzahl wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das achte Betriebselement N8 eingegeben. Daher wird eine Linie SP7 des siebten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D7 der Linie SP7 des siebten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der siebte Vorwärtsgang realisiert.
-
[Achter Vorwärtsgang]
-
Im achten Vorwärtsgang wird die zweite Bremse B2, die im siebten Vorwärtsgang in Betrieb ist, freigegeben, und die erste Bremse B1 wird in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie im siebten Vorwärtsgang das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 wirkt das fünfte Betriebselement N5 als ein feststehendes Element durch die Funktion der ersten Bremse B1, während die Abtriebsdrehzahl des zweiten Betriebselements N2 an das vierte Betriebselement N4 eingegeben wird. In diesem Falle gibt das zweite Planetengetriebe PG2 eine umgekehrte Drehzahl über das sechste Betriebselement N6 ab.
-
Dann wird in dem dritten Planetengetriebe PG3 die umgekehrte Drehzahl des sechsten Betriebselements N6 an das siebte Betriebselement N7 eingegeben, und die Motordrehzahl wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das achte Betriebselement N8 eingegeben. Daher wird eine Linie SP8 des achten Vorwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe D8 der Linie SP8 des achten Vorwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der achte Vorwärtsgang realisiert.
-
[Rückwärtsgang]
-
Im Rückwärtsgang werden die vierte Kupplung C4 und die erste Bremse B1 in Betrieb gesetzt.
-
In diesem Falle wirkt wie in den Vorwärtsgängen das erste Betriebselement N1 des ersten Planetengetriebes PG1 als ein feststehendes Element, während das dritte Betriebselement N3 die Motordrehzahl aufnimmt. Daher wird eine reduzierte Drehzahl von dem ersten Planetengetriebe PG1 über das zweite Betriebselement N2 abgegeben.
-
Bezüglich des zweiten Planetengetriebes PG2 wirkt das fünfte Betriebselement N5 als ein feststehendes Element durch die Funktion der ersten Bremse B1, während die Abtriebsdrehzahl des zweiten Betriebselements N2 an das vierte Betriebselement N4 eingegeben wird. In diesem Falle gibt das zweite Planetengetriebe PG2 eine umgekehrte Drehzahl über das sechste Betriebselement N6 ab.
-
Dann dreht sich das dritte Planetengetriebe PG3 als eine Einheit durch den Betrieb der vierten Kupplung C4, während die umgekehrte Drehzahl des sechsten Betriebselements N6 an das siebte Betriebselement N7 eingegeben wird. Daher wird eine Linie RS des Rückwärtsgangs durch das dritte Planetengetriebe PG3 gebildet. Nun ist die Endabtriebsdrehzahl des Automatikgetriebes eine Höhe SR der Linie SR des Rückwärtsgangs in der Position des neunten Betriebselements N9, und somit wird der Rückwärtsgang realisiert.
-
4 zeigt ein Schema eines Automatikgetriebes gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Automatikgetriebe gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform ist im Wesentlichen dasselbe wie das Automatikgetriebe gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Jedoch weist im Vergleich zu der ersten beispielhaften Ausführungsform das zweite Planetengetriebe PG2 Doppelplanetenräder auf. Ebenso sind die Anordnungen der ersten Bremse B1 (zusammen mit der Einwegkupplung F) und der zweiten Bremse B2 untereinander vertauscht.
-
Wie bei der ersten beispielhaften Ausführungsform nimmt das zweite Planetengetriebe PG2 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform die reduzierte Drehzahl über zwei Zwischenantriebspfade MIP1 und MIP2 auf und gibt die reduzierte Drehzahl oder eine umgekehrte Drehzahl über einen zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 ab. Ebenso kann das zweite Planetengetriebe PG2 wahlweise als ein feststehendes Element wirken.
-
Das zweite Planetengetriebe PG2 weist Doppelplanetenräder auf. Nachfolgend wird ein Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes PG2 als viertes Betriebselement N4 bezeichnet, ein Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes PC2 wird als fünftes Betriebselement N5 bezeichnet, und ein Planetenradträger PC2 des zweiten Planetengetriebes PG2 wird als sechstes Betriebselement N6 bezeichnet. Das vierte Betriebselement N4 ist mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 direkt verbunden und bildet den ersten Zwischenantriebspfad MIP1. Das sechste Betriebselement N6 ist über die zweite Kupplung C2 mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 variabel verbunden und bildet den zweiten Zwischenantriebspfad MIP2. Ebenso ist das sechste Betriebselement N6 mit dem siebten Betriebselement N7 des dritten Planetengetriebes PG3 verbunden und bildet den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2.
-
Das fünfte Betriebselement N5 ist über eine erste Bremse B1 und eine parallel dazu angeordnete Einwegkupplung F mit dem Getriebegehäuse H variabel verbunden und wirkt wahlweise als ein feststehendes Element. Das sechste Betriebselement N6 ist über eine zweite Bremse B2 mit dem Getriebegehäuse H variabel verbunden und wirkt wahlweise als ein feststehendes Element.
-
Entsprechend einer solchen Konfiguration gibt das zweite Planetengetriebe PG2 eine umgekehrte Drehzahl über den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 ab, wenn die erste Bremse B1 oder die Einwegkupplung F in Betrieb ist, während das zweite Planetengetriebe PG2 die reduzierte Drehzahl über den ersten Zwischenantriebspfad MIP1 aufnimmt. Wenn das zweite Planetengetriebe PG2 gleichzeitig die reduzierte Drehzahl über den ersten und zweiten Zwischenantriebspfad MIP1 und MIP2 aufnimmt, wird dieselbe Drehzahl über den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 abgegeben. Wenn die zweite Bremse B2 in Betrieb ist, wirkt der zweite Zwischenabtriebspfad MOP2 (d. h. das sechste Betriebselement N6 des zweiten Planetengetriebes PG2) als ein feststehendes Element.
-
5 zeigt ein Schema eines Automatikgetriebes gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Automatikgetriebe gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform ist im Wesentlichen dasselbe wie das Automatikgetriebe gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Jedoch ist im Vergleich zu der zweiten beispielhaften Ausführungsform der zweite Zwischenantriebspfad MIP2 von dem sechsten Betriebselement N6 (Planetenradträger PC2 in 4) auf das fünfte Betriebselement N5 (Hohlrad R2 in 5) geändert.
-
Das vierte Betriebselement N4 ist mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 direkt verbunden und bildet den ersten Zwischenantriebspfad MIP1. Das fünfte Betriebselement N5 ist über die zweite Kupplung C2 mit dem ersten Zwischenabtriebspfad MOP1 variabel verbunden und bildet den zweiten Zwischenantriebspfad MIP2. Das sechste Betriebselement N6 ist mit dem siebten Betriebselement N7 des dritten Planetengetriebes PG3 verbunden und bilden den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2.
-
Das fünfte Betriebselement N5 ist über eine erste Bremse B1 und eine parallel dazu angeordnete Einwegkupplung F mit dem Getriebegehäuse H variabel verbunden und wirkt wahlweise als ein feststehendes Element. Das sechste Betriebselement N6 ist über eine zweite Bremse B2 mit dem Getriebegehäuse H variabel verbunden und wirkt wahlweise als ein feststehendes Element.
-
Entsprechend einer solchen Konfiguration gibt das zweite Planetengetriebe PG2 eine umgekehrte Drehzahl über den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 ab, wenn die erste Bremse B1 oder die Einwegkupplung F in Betrieb ist, während das zweite Planetengetriebe PG2 die reduzierte Drehzahl über den ersten Zwischenantriebspfad MIP1 aufnimmt. Wenn das zweite Planetengetriebe PG2 gleichzeitig die reduzierte Drehzahl über den ersten und zweiten Zwischenantriebspfad MIP1 und MIP2 aufnimmt, wird dieselbe Drehzahl über den zweiten Zwischenabtriebspfad MOP2 abgegeben. Wenn die zweite Bremse B2 in Betrieb ist, wirkt der zweite Zwischenabtriebspfad MOP2 (d. h. das sechste Betriebselement N6 des zweiten Planetengetriebes PG2) als ein feststehendes Element.
-
Die Automatikgetriebe gemäß der zweiten und dritten beispielhaften Ausführungsform bilden Ganglinien, wie in 6 gezeigt ist. Im Vergleich zu 3, welche die Ganglinien der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt, sind das fünfte und sechste Betriebselement N5 und N6 des zweiten Planetengetriebes PG2 von dem Planetenradträger PC2 und dem Hohlrad R2 auf das Hohlrad R2 und den Planetenradträger PC2 getauscht, da das zweite Planetengetriebe PG2 von Einzelplanetenrädern auf Doppelplanetenräder geändert ist. Jedoch bleiben die Schaltvorgänge der zweiten und dritten beispielhaften Ausführungsform dieselben wie bei der ersten Ausführungsform und werden nicht ausführlicher beschrieben. Die zweite Kupplung C2 ist in der zweiten beispielhaften Ausführungsform mit dem sechsten Betriebselement N6, jedoch in der dritten beispielhaften Ausführungsform mit dem fünften Betriebselement N5 verbunden. Jedoch dreht sich in jedem Falle das zweite Planetengetriebe PG2 als eine Einheit durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2, und daher wirkt sich ein solcher Unterschied nicht auf den Schaltvorgang auf.
-
Wie oben beschrieben, werden gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang durch Verwendung von zwei einfachen Planetengetrieben und einem zusammengesetzten Planetengetriebe in Kombination mit vier Kupplungen und zwei Bremsen realisiert. Mit einem solchen Automatikgetriebe kann das Leistungsübertragungsvermögen eines Automatikgetriebes verbessert werden, und der Kraftstoffverbrauch kann reduziert werden.
