-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lastschaltgetriebe mit drei Planetenradsätzen, die
durch sechs Drehmomentübertragungseinrichtungen
gesteuert werden, um acht Vorwärtsgänge und
einen Rückwärtsgang
bereitzustellen.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Pkw
umfassen einen Antriebsstrang, der aus einer Maschine, einem Mehrganggetriebe
und einem Differential- oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe
erhöht
den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es zulässt, dass
die Maschine ihren Drehmomentbereich mehrmals durchlaufen kann.
Die Anzahl von Vorwärtsgängen, die
in dem Getriebe verfügbar
ist, bestimmt die Häufigkeit,
mit der der Drehmomentbereich der Maschine wiederholt durchlaufen
werden kann. Frühe
Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte
den gesamten Drehzahlbereich des Fahrzeugs stark und erforderte
daher eine relativ große Maschine,
die einen breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte.
Dies führte
dazu, dass die Maschine während
der Fahrt bei einem spezifischen Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete,
der nicht der Punkt mit der höchsten
Wirtschaftlichkeit war. Daher waren von Hand geschaltete Getriebe (Vorgelegewellengetriebe)
am beliebtesten.
-
Mit
dem Aufkommen von Drei- und Viergang-Automatikgetrieben nahm die
Beliebtheit des automatisch schaltenden (Planetenrad-)Getriebes bei den
Autofahrern zu. Diese Getriebe verbesserten das Betriebsverhalten
und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte Anzahl
von Gängen
verringert die Stufengröße zwischen Übersetzungsverhältnissen
und verbessert daher die Schaltqualität des Getriebes, indem es die
Gangwechsel für den
Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht
wahrnehmbar macht.
-
Sechsganggetriebe
bieten mehrere Vorteile gegenüber
Vier- und Fünfganggetrieben,
die eine verbesserte Fahrzeugbeschleunigung und eine verbesserte
Kraftstoffwirtschaftlichkeit einschließen. Während viele Lkw Lastschaltgetriebe
mit sechs oder mehr Vorwärtsgängen anwenden,
werden Pkw aufgrund der Größe und Komplexität dieser
Getriebe noch mit Drei- und
Viergang-Automatikgetrieben und relativ wenigen Fünf- oder
Sechsgangeinrichtungen hergestellt.
-
Sieben-,
Acht- und Neunganggetriebe bieten weitere Verbesserungen bei der
Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben.
Wie bei den oben diskutierten Sechsganggetrieben ist jedoch die
Entwicklung von Sieben-, Acht- und Neunganggetrieben aufgrund der
Komplexität, Größe und Kosten
verhindert worden.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Getriebe
bereitzustellen, das drei Planetenradsätze aufweist, die gesteuert
werden, um acht Vorwärtsgange
und einen Rückwärtsgang
bereitzustellen.
-
Die
Familie von Getrieben der vorliegenden Erfindung weist drei Planetenradsätze auf,
von denen jeder ein erstes, zweites und drittes Element auf weist,
wobei die Elemente ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder eine Planetenträgeranordnung
in beliebiger Reihenfolge umfassen können.
-
Um
in dieser Beschreibung und den Ansprüchen auf die ersten, zweiten
und dritten Zahnradsätze
Bezug zu nehmen, können
diese Sätze
in jeder Reihenfolge in den Zeichnungen (d. h. von links nach rechts,
von rechts nach links, usw.) mit "erstes" bis "drittes" gezählt
sein. Zusätzlich
können
das erste, zweite oder dritte Element jedes Zahnradsatzes in den
Zeichnungen für
jeden Zahnradsatz in beliebiger Reihenfolge mit "erstes" bis "drittes" gezählt
sein (d. h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.).
-
Jeder
Träger
kann entweder ein Einzelplanetenträger (einfach) oder ein Doppelplanetenträger (zusammengesetzt)
sein. Ausführungsformen
mit langen Planetenrädern
sind ebenfalls möglich.
-
Ein
erstes Verbindungselement verbindet das dritte Element des zweiten
Planetenradsatzes ständig
mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes.
-
Ein
zweites Verbindungselement verbindet das dritte Element des ersten
Planetenradsatzes ständig
mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Bremse, verbindet das zweite Element des dritten Planetenradsatzes
selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
-
Eine
zweite Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Bremse, verbindet das erste Element des zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
-
Eine
dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung, verbindet das erste Element des zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes.
-
Eine
vierte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung, verbindet das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes
selektiv mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes.
-
Eine
fünfte
Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung, verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes
selektiv mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes.
-
Eine
sechste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung, verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes
selektiv mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes.
-
Die
sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
sind in Kombinationen von dreien selektiv einrückbar, um acht Vorwärtsgänge und
einen Rückwärtsgang
zu erhalten.
-
Eine
Vielfalt von Drehzahlverhältnissen
und Verhältnisspreizungen
können
durch geeignetes Wählen
der Zähneverhältnisse
der Planetenradsätze realisiert
werden.
-
Die
obigen Merkmale und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der
besten Ausführungsarten
der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen
leichter deutlich werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1a ist
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe
umfasst, gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
-
1b ist
eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften
des in 1a gezeigten Antriebsstrangs
veranschaulichen.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
-
Bezug
nehmend auf die Zeichnungen ist in 1a ein
Antriebsstrang 10 mit einer herkömmlichen Maschine und Drehmomentwandler 12,
einem Planetengetriebe 14 und einem herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 gezeigt.
Die Maschine 12 kann unter Verwendung verschiedener Arten
von Kraftstoff mit Leistung beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad
und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit einer bestimmten Anwendung
zu verbessern. Derartige Kraftstoffe können beispielsweise Benzin;
Diesel; Ethanol; Dimethylether usw. umfassen.
-
Das
Planetengetriebe 14 umfasst ein Antriebselement 17,
das ständig
mit der Maschine 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 18 und ein
Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden
ist. Die Planetenradanordnung 18 umfasst drei Planetenradsätze 20, 30 und 40.
-
Der
Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 22, ein
Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 26. Die
Planetenträgeranordnung 26 umfasst mehrere
Planetenräder 27,
die drehbar an einem Träger 29 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 22 als auch dem Hohlrad 24 angeordnet
sind.
-
Der
Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein
Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die
Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere
Planetenräder 37,
die drehbar an einem Träger 39 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 34 als auch dem Sonnenrad 32 angeordnet
sind.
-
Der
Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein
Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die
Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere
Planetenräder 47,
die an einem Träger 49 montiert
und in kämmender
Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 44 als auch dem Sonnenrad 42 angeordnet
sind.
-
Die
Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52, 54, 55, 56 und 57.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 50 und 52 sind
Drehmomentübertragungsmechanismen
vom feststehenden Typ, die üblicherweise
Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 54, 55, 56 und 57 sind
Drehmomentübertragungsmechanismen
vom rotierenden Typ, die üblicherweise
Kupplungen genannt werden.
-
Das
Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 22 des
Planetenradsatzes 20 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist
ständig
mit dem Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 verbunden.
Das erste Verbindungselement 70 verbindet das Hohlrad 34 des
Planetenradsatzes 30 ständig mit
dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40. Das
zweite Verbindungselement 72 verbindet das Hohlrad 24 des
Planetenradsatzes 20 ständig
mit dem Träger 36 des Planetenradsatzes 30.
-
Eine
erste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Bremse 50, verbindet die Planetenträgeranordnung 46 des
Planetenradsatzes 40 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60.
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Bremse 52, verbindet das Sonnenrad 32 des
Planetenradsatzes 30 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60.
Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung 54, verbindet das Sonnenrad 32 des
Planetenradsatzes 30 selektiv mit dem Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 30 und
dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 über das
Verbindungselement 70. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung 55, verbindet die Planetenträgeranordnung 26 des
Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem Hohlrad 34 des
Planetenradsatzes 30 und dem Sonnenrad 42 des
Planetenradsatzes 40 über das
Verbindungselement 70. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie eine Kupplung 56, verbindet die Planetenträgeranordnung 26 des
Planetenradsatzes 20 selektiv mit der Planetenträgeranordnung 46 des
Planetenradsatzes 40. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung,
wie Kupplung 57, verbindet das Sonnenrad 22 des
Planetenradsatzes 20 selektiv mit der Planetenträgeranordnung 46 des
Planetenradsatzes 40.
-
Wie
es in 1b und insbesondere in der darin
offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv in Kombinationen von dreien eingerückt, um acht Vorwärtsgänge und
einen Rückwärtsgang
bereitzustellen, und zwar alle mit Schaltvorgängen mit einzigem Übergang,
und mit doppeltem Overdrive.
-
Der
Rückwärtsgang
wird mit der Einrückung der
Bremsen 50, 52 und der Kupplung 55 hergestellt. Die
Bremse 50 rückt
die Planetenträgeranordnung 46 mit
dem Getriebegehäuse 60 ein.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 55 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
dem Hohlrad 34 und dem Sonnenrad 42 über das
Verbindungselement 70 ein. Das Sonnenrad 22 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Die
Planetenträgeranordndung 26,
das Hohlrad 34 und das Sonnenrad 42 rotieren mit
der gleichen Drehzahl. Das Hohlrad 24 und die Planetenträgeranordnung 36 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 24 wird aus
der Drehzahl des Sonnenrads 22, der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 26 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 32 rotiert
nicht. Die Drehzahl des Hohlrads 34 wird aus der Drehzahl
der Planetenträgeranordnung 36 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt. Die Planetenträgeranordnung 46 rotiert nicht.
Das Hohlrad 44 und das Abtriebselement 19 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 44 und
somit des Abtriebselements 19 wird aus der Drehzahl des
Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des Rückwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse
der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
-
Der
erste Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremse 50 und der Kupplungen 54, 56 hergestellt.
Die Bremse 50 rückt
die Planetenträgeranordnung 46 mit
dem Getriebegehäuse 60 ein.
Die Kupplung 54 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Hohlrad 34 und dem Sonnenrad 42 über das
Verbindungselement 70 ein. Die Kupplung 56 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Das Sonnenrad 22 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie
das Antriebselement 17. Die Plane tenträgeranordnung 26 und
die Planetenträgeranordnung 46 rotieren
nicht. Das Hohlrad 24, der Planetenradsatz 30 und
das Sonnenrad 42 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die
Drehzahl des Hohlrads 24 wird aus der Drehzahl des Sonnenrads 22 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt.
Das Hohlrad 44 und das Abtriebselement 19 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 44 und
somit des Abtriebselements 19 wird aus der Drehzahl des Sonnenrads 42 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des ersten
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse
der Planetenradsätze 20 und 40 bestimmt.
-
Der
zweite Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremsen 50, 52 und der Kupplung 56 hergestellt.
Die Bremse 50 rückt
die Planetenträgeranordnung 46 mit
dem Getriebegehäuse 60 ein.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 56 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Das Sonnenrad 22 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie
das Antriebselement 17. Die Planetenträgeranordnung 26 und
die Planetenträgeranordnung 46 rotieren
nicht. Das Hohlrad 24 und die Planetenträgeranordnung 36 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 24 wird aus
der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 32 rotiert
nicht. Das Hohlrad 34 und das Sonnenrad 42 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 34 wird
aus der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 36 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 44 und
das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl.
Die Drehzahl des Hohlrads 44 und somit des Abtriebselements 19 wird
aus der Drehzahl des Sonnenrads 42 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des zweiten
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
-
Der
dritte Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremse 52 und der Kupplungen 54, 56 hergestellt.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 54 rückt das
Sonnenrad 32 mit dem Hohlrad 34 und dem Sonnenrad 42 über das
Verbindungselement 70 ein. Die Kupplung 56 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Das Sonnenrad 22 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das
Antriebselement 17. Das Hohlrad 24, der Planetenradsatz 30 und
das Sonnenrad 42 rotieren nicht. Die Planetenträgeranordnung 26 und
die Planetenträgeranordnung 46 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl der Planetenträgeranordnung 26 wird
aus der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt.
Das Hohlrad 44 und das Abtriebselement 19 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 44 und
somit des Abtriebselements 19 wird aus der Drehzahl der
Planetenträgeranordnung 46 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des dritten
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20 und 40 bestimmt.
-
Der
vierte Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremse 52 und der Kupplungen 55, 56 hergestellt.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 55 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
dem Hohlrad 34 und dem Sonnenrad 42 über das
Verbindungselement 70 ein. Die Kupplung 56 rückt die
Planetenträgeran- Ordnung 26 mit
der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Das Sonnenrad 22 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie
das Antriebselement. Die Planetenträgeranordnung 26, das
Hohlrad 34, der Planetenradsatz 40 und das Abtriebselement 19 rotieren mit
der gleichen Drehzahl. Das Hohlrad 24 und die Planetenträgeranordnung 36 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 24 wird aus
der Drehzahl des Sonnenrads 22, der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 26 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 32 rotiert
nicht. Die Drehzahl des Hohlrads 34 und somit des Abtriebselements 19 wird
aus der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 36 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt. Der Zahlenwert des vierten
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20 und 30 bestimmt.
-
Der
fünfte
Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremse 52 und der Kupplungen 56, 57 hergestellt.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 56 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Die Kupplung 57 rückt das
Sonnenrad 22 mit der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Der Planetenradsatz 20, die Planetenträgeranordnung 36 und
die Planetenträgeranordnung 46 rotieren
mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Das
Sonnenrad 32 rotiert nicht. Das Hohlrad 34 rotiert
mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 42. Die Drehzahl
des Hohlrads 34 wird aus der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 36 und dem
Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 44 und
das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl.
Die Drehzahl des Hohlrads 44 und somit des Abtriebselements 19 wird
aus der Drehzahl des Sonnenrads 42, der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis der
Pla netenträgeranordnung 40 bestimmt.
Der Zahlenwert des fünften
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30 und 40 bestimmt.
-
Der
sechste Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Kupplungen 55, 56 und 57 hergestellt.
In dieser Konfiguration ist das Antriebselement 17 direkt
mit dem Abtriebselement 19 verbunden. Der Zahlenwert des
sechsten Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
beträgt 1.
-
Der
siebte Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremse 52 und der Kupplungen 55, 57 hergestellt.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 55 rückt die
Planetenträgeranordnung 26 mit
dem Hohlrad 34 und dem Sonnenrad 42 über das
Verbindungselement 70 ein. Die Kupplung 57 rückt das Sonnenrad 22 mit
der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Das Sonnenrad 22 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren
mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Die
Planetenträgeranordnung 26,
das Hohlrad 34 und das Sonnenrad 42 rotieren mit
der gleichen Drehzahl. Das Hohlrad 24 und die Planetenträgeranordnung 36 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 24 wird aus
der Drehzahl des Sonnenrads 22, der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 26 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 32 rotiert
nicht. Die Drehzahl des Hohlrads 34 wird aus der Drehzahl
der Planetenträgeranordnung 36 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 44 und
das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl.
Die Drehzahl des Hohlrads 44 und somit des Abtriebselements 19 wird
aus der Drehzahl des Sonnenrads 42, der Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des siebten
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
-
Der
achte Vorwärtsgang
wird mit der Einrückung
der Bremse 52 und der Kupplungen 54 und 57 hergestellt.
Die Bremse 52 rückt
das Sonnenrad 32 mit dem Getriebegehäuse 60 ein. Die Kupplung 54 rückt das
Sonnenrad 32 mit dem Hohlrad 34 und dem Sonnenrad 42 über das
Verbindungselement 70 ein. Die Kupplung 57 rückt das
Sonnenrad 22 mit der Planetenträgeranordnung 46 ein.
Das Sonnenrad 22 und die Planetenträgeranordnung 46 rotieren
mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Das Hohlrad 24,
der Planetenradsatz 30 und das Sonnenrad 42 rotieren
nicht. Das Hohlrad 44 und das Abtriebselement 19 rotieren
mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 44 und
somit des Abtriebselements 19 wird aus der Drehzahl der
Drehzahl der Planetenträgeranordnung 46 und
dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des
Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des achten
Vorwärtsdrehzahlverhältnisses
wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse
des Planetenradsatzes 40 bestimmt.
-
Wie
es oben ausgeführt
wurde, ist der Einrückplan
für die
Drehmomentübertragungsmechanismen
in der Wahrheitstabelle von 1b gezeigt.
Diese Wahrheitstabelle stellt auch ein Beispiel von Drehzahlverhältnissen
bereit, die in dem oben beschriebenen Getriebe verfügbar sind.
Das Schaubild von 1b beschreibt auch die Verhältnisstufen,
die in dem oben beschriebenen Getriebe erzielt werden. Beispielsweise
beträgt
das Stufenverhältnis
zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang bzw. Vorwärtsdrehzahlverhältnis 1,44,
während
das Stufenverhältnis
zwischen dem Rückwärtsgang
bzw. Rückwärtsdrehzahlverhältnis und
dem ersten Vorwärtsgang
bzw. ersten Vorwärtsdrehzahlverhältnis –0,72 beträgt.
-
Der
Antriebsstrang 10 kann Bauteile mit einem Hybridfahrzeug
teilen, und eine derartige Kombination kann in einem "Ladungsentleerungsmodus" betreibbar sein.
Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung ist ein "Ladungsentleerungsmodus" ein Modus, bei dem
das Fahrzeug primär
durch einen Elektromotor/Generator mit Leistung beaufschlagt wird,
so dass eine Batterie entleert oder nahezu entleert ist, wenn das
Fahrzeug sein Ziel erreicht. Mit anderen Worten wird die Maschine 12 während dem
Ladungsentleerungsmodus nur bis zu dem Ausmaß betrieben, das notwendig
ist, um sicherzustellen, dass die Batterie nicht vor Erreichen des
Ziels entleert ist. Ein herkömmliches
Hybridfahrzeug arbeitet in einem "Ladungshaltemodus", bei dem, wenn das Batterieladeniveau
unter ein vorbestimmtes Niveau (z. B. 25%) abfällt, die Maschine automatisch
laufen gelassen wird, um die Batterie wieder aufzuladen. Indem das Hybridfahrzeug
in einem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird, kann es daher etwas
oder den gesamten Kraftstoff einsparen, der ansonsten verbraucht
werden würde,
um das Batterieladeniveau von 25% in einem herkömmlichen Hybridfahrzeug aufrechtzuerhalten.
Es ist festzustellen, dass ein Hybridfahrzeugantriebsstrang bevorzugt
nur dann in dem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird, wenn die
Batterie nach Erreichen des Ziels wieder aufgeladen werden kann,
indem sie an eine Energiequelle angeschlossen wird.
-
Obgleich
die besten Ausführungsarten
der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese
Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen
zur praktischen Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.