-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mehrstufiges Automatikgetriebe, das
als Getriebe für ein Fahrzeug verwendet wird.
-
Die
japanische Patentanmeldung mit
der Veröffentlichungsnummer 2004-176765 oder das
US-Patent Nr. 6648791 (
23 bis
26)
geben ein Automatikgetriebe an, das ausgebildet ist, um sieben Vorwärtsgänge
unter Verwendung von drei Planetengetriebesätzen zu erhalten.
In dem Automatikgetriebe der oben genannten japanischen Patentanmeldung
werden die sieben Vorwärtsgänge durch die Verwendung
von sechs Reibungselementen und drei Planetengetriebesätzen
des Einzelritzeltyps erhalten. Ein Planetengetriebesatz des Einzelritzeltyps bietet
eine vorteilhafte Übertragungseffizienz, eine geringe Getriebegeräuschentwicklung
und eine lange Lebensdauer, weil der Durchmesser des Ritzels nicht
reduziert zu werden braucht. Auch das Automatikgetriebe des oben
genannten US-Patents erzielt sechs bis acht Vorwärtsgänge,
indem es fünf Reibungselemente und drei Planetengetriebesätze
des Einzelritzeltyps verwendet.
-
Bei
der Technik der oben genannten japanischen Patentanmeldung sind
jedoch mindestens sechs Reibungselemente erforderlich, um die sieben Vorwärtsgänge
zu erzielen. Deshalb ergibt sich das Problem, dass die Anzahl der
Reibungselemente groß ist, sodass die Anzahl der Komponenten
groß ist und die Axiallänge größer
sein muss.
-
Weil
bei der Technik des oben genannten US-Patents fünf Reibungselemente
für sieben Vorwärtsgänge vorgesehen sind,
ist die Anzahl der Reibungselemente im Vergleich zu der oben genannten japanischen
Patentanmeldung klein, sodass also die Anzahl der Komponenten reduziert
werden kann. Bei dem Automatikgetriebe von 23 und 24 des oben genannten US-Patents ist der
Kraftstoffverbrauch größer, weil sich viele Verbindungsglieder
auf einer radial äußeren Seite der Planetengetriebesätze
erstrecken. Zum Beispiel bilden wie in 23 gezeigt die
Glieder auf der radial äußeren Seite eines Außenrads
des mittleren der drei Planetengetriebesätze einen dreischichtigen
Aufbau. Allgemein wird in einem Automatikgetriebe das Schmieröl
von der Wellenmitte her durch eine Zentrifugalkraft über
die zu schmierenden Teile geführt und in einer Ölpfanne
in einem unteren Teil des Automatikgetriebes gesammelt. Wenn Verbindungsglieder
wie etwa ein Trommelglied in einem mehrschichtigen Aufbau auf der
radial äußeren Seite des Planetengetriebesatzes
vorgesehen sind, kann das Schmieröl unter Umständen
in den oben genannten Gliedern zurückgehalten werden. Weil
sich viele der Glieder während der Fahrt des Fahrzeugs
drehen, ergibt sich das Problem, dass die Reibung verstärkt
wird und der Kraftstoffverbrauch erhöht wird.
-
Bei
der in 25 des oben genannten US-Patents
gezeigten Technik sind die Glieder auf der radial äußeren
Seite des Planetengetriebesatzes in einem zweischichtigen Aufbau
vorgesehen. Deshalb besteht keine Gefahr, dass das Schmieröl
wie bei der Technik von 23 zurückgehalten
wird (der Fluss unterbrochen wird). Es ist jedoch ein Aufbau mit
mehreren Wellen (insbesondere ein Aufbau mit höchstens
drei Schichten) auf der radial inneren Seite eines Sonnenrads auf
der Eingangswellenseite eines der drei Planetengetriebesätze
ausgebildet. Deshalb sind die Abmessungen des Sonnenrads derart beschränkt,
dass der Freiheitsgrad für das Übersetzungsverhältnis
des Planetengetriebesatzes auf der Eingangswellenseite gering ist.
Wenn versucht wird, in dieser Technik einen ausreichenden Übersetzungsverhältniswert
des Planetengetriebesatzes sicherzustellen, ergibt sich das weitere
Problem, dass die Abmessungen des Planetengetriebesatzes vergrößert
werden müssen, wodurch die Außenabmessungen des
Automatikgetriebes vergrößert werden.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Automatikgetriebe
anzugeben, das sieben Vorwärtsgänge unter Verwendung
von drei Planetengetriebesätzen des Einzelritzeltyps und
fünf Reibungselementen erzielen kann und das weiterhin
die Anzahl der Glieder auf der radial äußeren
Seite des Planetengetriebesatzes und/oder die Anzahl der Wellen
auf der radial inneren Seite des Planetengetriebesatzes reduzieren
kann.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Automatikgetriebe angegeben,
das umfasst: einen ersten Planetengetriebesatz mit einem ersten
Sonnenrad, einem ersten Ritzel, das in das erste Sonnenrad eingreift,
einem ersten Träger, der das erste Ritzel hält,
und einem ersten Außenrad, das in das erste Ritzel eingreift;
einen zweiten Planetengetriebesatz mit einem zweiten Sonnenrad,
einem zweiten Ritzel, das in das zweite Sonnenrad eingreift, einem
zweiten Träger, der das zweite Ritzel hält, und einem
zweiten Außenrad, das in das zweite Ritzel eingreift und
konstant gesperrt ist; einen dritten Planetengetriebesatz mit einem
dritten Sonnenrad, das mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist,
um ein zweites Drehglied zu definieren, einem dritten Ritzel, das
in das dritte Sonnenrad eingreift, einem dritten Träger,
der das dritte Ritzel hält und mit dem ersten Träger
verbunden ist, um ein erstes Drehglied zu definieren, und einem
dritten Außenrad, das in das dritte Ritzel eingreift; eine
Eingangswelle, die mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist; eine
Ausgangswelle, die mit dem ersten Drehglied verbunden ist; und fünf
Reibungselemente einschließlich eines ersten Reibungselements,
das ausgebildet ist, um wahlweise das ersten Außenrad mit
dem zweiten Träger zu verbinden, eines zweiten Reibungselements,
das ausgebildet ist, um wahlweise das erste Außenrad mit
dem zweiten Drehglied zu verbinden, eines dritten Reibungselements,
das ausgebildet ist, um wahlweise den zweiten Träger mit
dem dritten Außenrad zu verbinden, eines vierten Reibungselements,
das ausgebildet ist, um wahlweise eine Drehung den dritten Außenrads
zu stoppen, und eines fünften Reibungselements, das ausgebildet
ist, um wahlweise das erste Sonnenrad mit dem zweiten Träger
zu verbinden; wobei das Automatikgetriebe ausgebildet ist, um wenigstens
sieben Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
zu erzielen, wobei jeder der wenigstens sieben Vorwärtsgänge
und der eine Rückwärtsgang durch einen verbundenen
Zustand von zwei Reibungselementen aus den fünf Reibungselementen
erhalten wird.
-
Diese
und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden durch die
folgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
-
1 ist
ein schematisches Diagramm eines Automatikgetriebes gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
eine Tabelle, die ein konkretes Beispiel für die Verbindungen
der Reibungselemente und die Untersetzungsverhältnisse
in dem Automatikgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt.
-
3 ist
eine schematische Ansicht, die ein Automatikgetriebe gemäß einem
ersten modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform
zeigt.
-
Im
Folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um die vorliegende
Erfindung zu verdeutlichen.
-
Zuerst
werden Aufbauten eines Schaltmechanismus in einem mehrstufigen Automatikgetriebe gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist
ein schematisches Diagramm, das den Schaltmechanismus des mehrstufigen
Automatikgetriebes gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt. 2 ist eine Tabelle, die ein konkretes Beispiel
für die Verbindungen der Reibungselemente und die Untersetzungsverhältnisse
in dem Automatikgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt.
-
Das
Automatikgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform
umfasst einen ersten Planetengetriebesatz PG1, einen zweiten Planetengetriebesatz PG2
und einen dritten Planetengetriebesatz PG3 als Getriebezug wie in 1 gezeigt.
Jeder der Planetengetriebesätze PG1, PG2 und PG3 ist vom
Einzelritzeltyp. Der erste Planetengetriebesatz PG1 umfasst ein
erstes Sonnenrad S1, ein erstes Außenrad R1 und ein erstes
Ritzel P1, das in das erste Sonnenrad S1 und das erste Außenrad
R1 eingreift. Der zweite Planetengetriebesatz PG2 umfasst ein zweites
Sonnenrad S2, ein zweites Außenrad R2 und ein zweites Ritzel
P2, das in das zweite Sonnenrad S2 und das zweite Außenrad
R2 eingreift. Der dritte Planetengetriebesatz PG3 umfasst ein drittes
Sonnenrad S3, ein drittes Außenrad R3 und ein drittes Ritzel P3,
das in das dritte Sonnenrad S3 und das dritte Außenrad
R3 eingreift. Das erste, das zweite und das dritte Ritzel P1 bis
P3 werden drehbar relativ zu jeweils einem ersten Träger
PC1, einem zweiten Träger PC2 und einem dritten Träger
PC3 gehalten. Jeder Träger PC1, PC2 und PC3 hält
nämlich das entsprechende Ritzel P1, P2 und P3 schwenkbar.
-
Der
erste Träger PC1 ist immer mit dem dritten Träger
PC3 verbunden (d. h. dreht sich immer mit dem dritten Träger
PC3), um ein erstes Drehglied M1 zu bilden. Das zweite Sonnenrad
S2 ist immer mit dem dritten Sonnenrad S3 verbunden, um ein zweites
Drehglied M2 zu bilden. Das zweite Außenrad R2 ist immer
relativ zu dem Getriebegehäuse 1 gesperrt (d.
h. konstant an dem Getriebegehäuse 1 fixiert). Eine
Eingangswelle IN ist immer mit dem ersten Sonnenrad S1 verbunden.
Eine Ausgangswelle OUT ist immer mit dem ersten Träger
PC1 verbunden.
-
Das
Automatikgetriebe umfasst weiterhin eine Bremse, d. h. ein viertes
Reibungselement D, und vier Kupplungen, d. h. ein erstes, zweites,
drittes und fünftes Reibungselement A, B, C und E. Das
erste Reibungselement A ist zwischen dem ersten Außenrad
R1 und dem zweiten Träger PC2 vorgesehen und ausgebildet,
um wahlweise das erste Außenrad R1 mit dem zweiten Träger
PC2 zu verbinden. Das zweite Reibungselement B ist zwischen dem
ersten Außenrad R1 und dem zweiten Sonnenrad S2 vorgesehen
und ausgebildet, um wahlweise das erste Außenrad R1 mit
dem zweiten Drehglied M2 zu verbinden. Das dritte Reibungselement
C ist zwischen dem zweiten Träger PC2 und dem dritten Außenrad
R3 vorgesehen und ausgebildet, um wahlweise den zweiten Träger
PC2 mit dem dritten Außenrad R3 zu verbinden. Das vierte
Reibungselement D ist zwischen dem dritten Außenrad R3
und dem Getriebegehäuse 1 vorgesehen und ausgebildet,
um wahlweise eine Drehung des dritten Außenrads R3 relativ
zu dem Getriebegehäuse 1 zu stoppen (d. h. das
dritte Außenrad R3 an dem Getriebegehäuse zu fixieren). Das
fünfte Reibungselement E ist zwischen dem ersten Sonnenrad
S1 und dem zweiten Träger PC2 vorgesehen und ausgebildet,
um wahlweise das erste Sonnenrad S1 mit dem zweiten Träger
PC2 zu verbinden. Der erste Planetengetriebesatz PG1 ist auf der
Seite der Eingangswelle IN angeordnet, und der dritte Planetengetriebesatz
PG3 ist auf der Seite der Ausgangswelle OUT angeordnet. Der zweite
Planetengetriebesatz PG2 ist zwischen dem ersten Planetengetriebesatz
PG1 und dem dritten Planetengetriebesatz PG3 angeordnet.
-
Die
Ausgangswelle OUT ist mit einem Ausgangszahnrad oder ähnlichem
versehen, um eine Drehantriebskraft über ein Differentialgetriebe
und eine Antriebswelle auf ein Antriebsrad (nicht gezeigt) zu übertragen.
Weil in dem Fall der ersten Ausführungsform die Ausgangswelle
OUT nicht durch ein anderes Glied behindert wird, kann das Automatikgetriebe
auf ein Fahrzeug mit einem Vorderradantrieb oder auf ein Fahrzeug
mit einem Hinterradantrieb angewendet werden.
-
Die
Beziehungen der Verbindungen der Reibungselemente in den verschiedenen
Gängen werden im Folgenden mit Bezug auf die Tabelle von 2 erläutert
(die Verbindungen für die entsprechenden Gänge
werden durch einen Schaltsteuerabschnitt bzw. eine entsprechende
Einrichtung hergestellt). In der Tabelle von 2 gibt das
Zeichen O einen verbundenen Zustand wieder, während ein
leeres Feld einen gelösten Zustand wiedergibt.
-
Zuerst
werden die Zustände während einer Vorwärtsfahrt
erläutert. Ein erster Gang wird erzielt, indem jeweils
das erste Reibungselement A und das zweite Reibungselement B verbunden
werden. Ein zweiter Gang wird erzielt, indem jeweils das erste Reibungselement
A und das dritte Reibungselement C verbunden werden. Ein dritter
Gang wird erzielt, indem jeweils das erste Reibungselement A und
das vierte Reibungselement D verbunden werden. Ein vierter Gang
wird erzielt, indem jeweils das erste Reibungselement A und das
fünfte Reibungselement E verbunden werden. Ein fünfter
Gang wird erzielt, indem jeweils das vierte Reibungselement D und
das fünfte Reibungselement E verbunden werden. Ein sechster
Gang wird erzielt, indem jeweils das dritte Reibungselement C und
das fünfte Reibungselement E verbunden werden. Ein siebter
Gang wird erzielt, indem jeweils das zweite Reibungselement B und das
fünfte Reibungselement E verbunden werden. Im Folgenden
wird der Zustand während einer Rückwärtsfahrt
erläutert. Ein Rückwärtsgang wird erzielt, indem
jeweils das zweite Reibungselement B und das vierte Reibungselement
D verbunden werden.
-
Im
Folgenden wird ein konkretes Beispiel für die Untersetzungsverhältnisse
gemäß der ersten Ausführungsform mit
Bezug auf 2 erläutert. Die folgenden
Erläuterungen werden für den Fall gegeben, dass
das Übersetzungsverhältnis ρ1 = ZS1/ZR1 des
ersten Planetengetriebesatzes PG1 gleich 0,55 ist (d. h.: p1 = ZS1/ZR1
= 0,55), das Übersetzungsverhältnis ρ2
= ZS2/ZS2 des zweiten Planetengetriebes PG2 gleich 0,45 ist (d.
h.: ρ2 = ZS2/ZR2 = 0,45) und das Übersetzungsverhältnis ρ3
= ZS3/ZR3 des dritten Planetengetriebes PG3 gleich 0,60 ist (d.
h.: ρ3 = ZS3/ZR3 = 0,60). Dabei geben ZS1, ZS2, ZS3, ZR1,
ZR2, ZR3 jeweils die Anzahl der Zähne des entsprechenden
Zahnrads wieder.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i1 des ersten Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i1 = (1 + ρ1)/ρ1 ausgedrückt.
Wenn die konkreten Zahlenwerte in diese Formel eingesetzt werden,
wird das Untersetzungsverhältnis i1 des ersten Vorwärtsgangs
als i1 = 2,818 berechnet. Der Kehrwert der Untersetzungsverhältnis
i1 ist gleich 0,355.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i2 des zweiten Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i2 = 1 + ρ3/(ρ1(ρ2
+ ρ3 + ρ2ρ3)) ausgedrückt. Wenn
die konkreten Zahlenwerte in diese Formel eingesetzt werden, wird
das Untersetzungsverhältnis i2 des zweiten Vorwärtsgangs
als i2 = 1,826 berechnet. Der Kehrwert der Untersetzungsverhältnis
i2 ist gleich 0,548.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i3 des dritten Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i3 = (ρ3 – ρ2 + ρ1p3
+ ρ1ρ2ρ3)/(ρ1ρ3 (1
+ ρ2)) ausgedrückt. Wenn die konkreten Zahlenwerte
in diese Formel eingesetzt werden, wird das Untersetzungsverhältnis
i3 des dritten Vorwärtsgangs als i3 = 1,313 berechnet. Der
Kehrwert der Untersetzungsverhältnis i3 ist gleich 0,765.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i4 des vierten Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i4 = 1,0 ausgedrückt. Ohne dass konkrete
Zahlenwerte in diese Formel eingesetzt werden, ist das Untersetzungsverhältnis
i4 des vierten Vorwärtsgangs gleich 1,000. Der Kehrwert
der Untersetzungsverhältnis i4 ist gleich 1,000.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i5 des fünften Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i5 = ρ2(1 + ρ3)/(ρ3(1
+ ρ2)) ausgedrückt. Wenn die konkreten Zahlenwerte
in diese Formel eingesetzt werden, wird das Untersetzungsverhältnis
i5 des fünften Vorwärtsgangs als i5 = 0,828 berechnet.
Der Kehrwert der Untersetzungsverhältnis i5 ist gleich
1,208.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i6 des sechsten Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i6 = ρ2 (1 + ρ3)/(ρ2
+ ρ3 + ρ2ρ3) ausgedrückt. Wenn
die konkreten Zahlenwerte in diese Formel eingesetzt werden, wird
das Untersetzungsverhältnis i6 des sechsten Vorwärtsgangs
als i6 = 0,545 berechnet. Der Kehrwert der Untersetzungsverhältnis
i6 ist gleich 1,835.
-
Das
Untersetzungsverhältnis i7 des siebten Vorwärtsgangs
wird durch die Formel i7 = ρ2(1 + ρ1)/(1 + ρ2
+ ρ1ρ2) ausgedrückt. Wenn die konkreten Zahlenwerte
in diese Formel eingesetzt werden, wird das Untersetzungsverhältnis
i7 des siebten Vorwärtsgangs als i7 = 0,411 berechnet.
Der Kehrwert der Untersetzungsverhältnis i7 ist gleich
2,433.
-
Das
Untersetzungsverhältnis iR des Rückwärtsgangs
wird durch die Formel iR = (–1 + ρ1ρ3)/(ρ1ρ3)
ausgedrückt. Wenn die konkreten Zahlenwerte in diese Formel
eingesetzt werden, wird das Untersetzungsverhältnis iR
des Rückwärtsgangs als iR = –2,030 berechnet.
Der Kehrwert der Untersetzungsverhältnis ist gleich –0,493.
-
Im
Folgenden werden die Effekte der ersten Ausführungsform
beschrieben.
-
(1) Effekte aufgrund des Gesamtaufbaus
-
In
der ersten Ausführungsform kann das Automatikgetriebe,
das sieben Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang
erzielen kann, derart realisiert werden, dass entsprechende Untersetzungsverhältnisse
sichergestellt werden, obwohl das Automatikgetriebe durch eine begrenzte
Anzahl von einfachen Komponenten gebildet wird, nämlich
durch drei Sätze von Planetengetriebesätzen des
Einzelritzeltyps und fünf Reibungselemente.
-
(2) Effekte aufgrund der Verwendung von
drei Planetengetriebesätzen des Einzelritzeltyps
-
Weil
drei Planetengetriebesätze des Einzelritzeltyps verwendet
werden, können die Getriebegeräuschentwicklung
und die Übertragungseffizienz im Vergleich zu der Verwendung
von Planetengetriebesätzen des Doppelritzeltyps verbessert
werden. Und weil der Durchmesser des Ritzels in dieser Ausführungsform
nicht reduziert zu werden braucht, kann die Lebensdauer des Getriebes
verlängert werden.
-
(3) Effekte auf der Basis der Gangbreite
der Vorwärtsgänge
-
Die
Gangbreite der Vorwärtsgänge wird definiert, indem
das Untersetzungsverhältnis des niedrigsten Gangs durch
das Untersetzungsverhältnis des höchsten Gangs
dividiert wird. Die Kompatibilität zwischen einer Beschleunigungsleistung
beim Fahrzeugstart und dem Kraftstoffverbrauch bei einer Fahrt des
Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit ist besser, und auch der Freiheitsgrad
beim Setzen der Übersetzungsverhältnisse in entsprechenden
Vorwärtsgängen ist größer, wenn
die Gangbreite größer ist. In den konkreten Zahlenwerten
der ersten Ausführungsform ist das Untersetzungsverhältnis
des ersten Vorwärtsgangs gleich 2,818 und ist das Untersetzungsverhältnis
des siebten Vorwärtsgangs gleich 0,411. In dieser Ausführungsform
ist die Gangbreite von dem ersten Gang bis zu dem siebten Gang gleich 6,86,
sodass eine ausreichende Gangbreite sichergestellt werden kann.
Deshalb ist zum Beispiel das Automatikgetriebe gemäß der
ersten Ausführungsform auch als Getriebe für ein
Fahrzeug nützlich, das einen Dieselmotor als Antriebsquelle
verwendet, obwohl die Breite der Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) des
Dieselmotors schmäler ist als diejenige eines Benzinmotors
und obwohl das Drehmoment des Dieselmotors höher ist als
dasjenige eines Benzinmotors mit gleichem Hubraum.
-
Wenn
der Übersetzungsverhältniswert auf der Seite der
niedrigen Gänge relativ zu der Gangbreite groß ist,
ist das auf ein Endzahnrad übertragene Drehmoment relativ
groß. Deshalb ist in diesem Fall eine ausreichende Stärke
des Automatikgetriebes oder der Antriebswelle erforderlich, wodurch
der gesamte Fahrzeugkörper vergrößert
wird. Vorzugsweise ist also der Übersetzungsverhältniswert
des niedrigsten Gangs bei gleicher Gangbreite nicht so groß.
In dem Automatikgetriebe von
23 des
US-Patents 6648791 ist das Übersetzungsverhältnis des
höchsten Gangs gleich 1. Wenn also in dieser Technik versucht
wird, die Gangbreite zu vergrößern, muss der Übersetzungsverhältniswert
des niedrigsten Gangs vergrößert werden, wodurch
eine Vergrößerung des Automatikgetriebes und der
Antriebswelle verursacht wird. Dagegen kann in dem Automatikgetriebe
gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eine ausreichende Gangbreite sichergestellt
werden, ohne dass das Übersetzungsverhältnis des
niedrigsten Gangs sehr vergrößert werden muss.
-
(4) Effekte auf der Basis der Untersetzungsverhältnisse
-
Das
Automatikgetriebe in dieser Ausführungsform umfasst drei
Gänge mit Untersetzungsverhältniswerten von weniger
als 1000, nämlich drei Gänge auf einer Schnellgangseite über
1000. Dementsprechend kann ein für eine hohe Fahrgeschwindigkeit
geeigneter Gang aus der Vielzahl von Gängen auf der Schnellgangseite
ausgewählt werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert
werden kann.
-
(5) Effekte auf der Basis der Anzahl von
Wechseln zwischen den Reibungselementen beim Schalten
-
- (i) Wenn beim Schalten ein oder mehrere Reibungselemente
gelöst werden und zwei oder mehr Reibungselemente verbunden
werden oder wenn beim Schalten zwei oder mehr Reibungselemente gelöst
werden und ein oder mehrere Reibungselemente verbunden werden, werden
die Drehmomentsteuerung und die Steuerung der Verbindungs- und Lösezeiten
der Reibungselemente kompliziert. Um eine Verkomplizierung der Schaltsteuerung
zu vermeiden, wird beim Schalten vorzugsweise nur ein Reibungselement
gelöst und nur ein anderes Reibungselement verbunden. Vorzugsweise
wird also ein so genannter doppelter Wechsel vermieden. In der ersten
Ausführungsform wird das Schalten zwischen den ersten bis
vierten Vorwärtsgängen durchgeführt, während
das erste Reibungselement A in einem verbundenen Zustand gehalten
wird. Im vierten Vorwärtsgang sind das erste Reibungselement
A und das fünfte Reibungselement E im verbundenen Zustand.
Weiterhin wird das Schalten zwischen den vierten und siebten Vorwärtsgängen durchgeführt,
während das fünfte Reibungselement E in dem verbundenen
Zustand gehalten wird. Das Schalten zwischen zwei benachbarten der
ersten bis siebten Vorwärtsgänge kann nämlich
erzielt werden, indem ein Reibungselement gelöst und ein
anderes Reibungselement verbunden wird. Dementsprechend werden alle
Schaltvorgänge zwischen zwei benachbarten Vorwärtsgängen
durch nur einen Wechsel von einem Reibungselement zu einem anderen
Reibungselement bewerkstelligt. Dadurch kann eine Verkomplizierung
des Schaltens vermieden werden.
- (ii) Wie unter (i) genannt, können alle Schaltvorgänge
zwischen zwei benachbarten Gängen durch einen Wechsel bewerkstelligt
werden, der ein Reibungselement löst und ein anderes Reibungselement
verbindet. Entsprechend kann jeder Schaltvorgang zu einem übernächsten
Gang (z. B. von dem ersten Vorwärtsgang zu dem dritten
Vorwärtsgang) zwischen den ersten und siebten Gängen
ebenfalls bewerkstelligt werden, indem ein Reibungselement gelöst
und ein anderes Reibungselement verbunden wird. Dadurch kann die
Steuerfähigkeit verbessert werden.
-
(6) Effekte auf der Basis des Layouts
-
- (i) In dem Automatikgetriebe gemäß der
ersten Ausführungsform sind auf einer radial äußeren Seite
der drei Planetengetriebesätze Verbindungsglieder wie in
der schematischen Ansicht von 1 gezeigt
derart angeordnet, dass kein dreischichtiger Aufbau entsteht. Die
Anzahl der außerhalb jedes Planetengetriebesatzes radial einander
bedeckenden oder überlappenden Verbindungsglieder ist also
kleiner als drei. Dementsprechend ist die Gefahr der Zurückhaltung
eines Schmieröls (eines unterbrochenen Flusses des Schmieröls)
klein, sodass der Kraftstoffverbrauch aufgrund der verminderten
Reibung verbessert werden kann.
- (ii) Weiterhin ist das Drehglied auf der Außenumfangsseite
der Planetengetriebesätze wie in der schematischen Ansicht
von 1 gezeigt in einem einschichtigen Aufbau vorgesehen.
Allgemein wird in dem Automatikgetriebe kontinuierlich Schmieröl
zu entsprechenden Drehelementen wie etwa Zahnrädern und
Lagern (nicht gezeigt) zugeführt, um diese zu kühlen
und zu schmieren. Das Schmieröl wird allgemein von der
Wellenmitte her unter Nutzung der Zentrifugalkraft zugeführt.
Wenn dabei die Zuführeffizienz des Schmieröls
zu der Außenumfangsseite der Planetengetriebesätze
verschlechtert wird, steigt die Öltemperatur, wodurch die
Lebensdauer der Reibungselemente, der Lager usw. verkürzt
wird. Weil das Drehglied auf der Außenumfangsseite der
Planetengetriebesätze in der ersten Ausführungsform
einen einschichtigen Aufbau bildet, wird die Zuführeffizienz
des Schmieröls nicht verschlechtert, sodass ein Temperaturanstieg
verhindert werden kann und die Lebensdauer verlängert werden
kann.
- (iii) Glieder auf einer radial inneren Seite der drei Planetengetriebesätze
sind höchstens in einem Einzelwellenaufbau angeordnet.
Das heißt, die Anzahl der Glieder (Wellen), die sich durch
einen radial inneren Raum (des Sonnenrads) jedes Planetengetriebesatzes
erstrecken, ist also kleiner oder gleich 1. Dementsprechend sind
die Abmessungen jedes Sonnenrades nicht wie in der Technik des US-Patents Nr. 6648791 beschränkt
und ist der Freiheitsgrad für das Verhältnis zwischen den
Zähnezahlen in jedem Planetengetriebesatz hoch, sodass
der Freiheitsgrad für den Entwurf des Automatikgetriebes
größer ist.
- (iv) Das Automatikgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform
kann derart ausgebildet sein, dass das Drehmoment auf einer Seite
der Planetengetriebesätze eingegeben und von der anderen
Seite der Planetengetriebe ausgegeben werden kann. Dementsprechend
kann das Automatikgetriebe gemäß der ersten Ausführungsform
für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb und für
ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb angewendet werden, sodass es also
eine breite Anwendung findet.
-
(7) Effekte hinsichtlich der Anzahl von
Reibungselementen
-
In
der ersten Ausführungsform sind fünf Reibungselemente
vorgesehen, wobei das vierte Reibungselement D als eine Bremse dient.
Weil die Bremse als eines der fünf Reibungselemente vorgesehen
ist, kann eine Erhöhung der Anzahl von Dichtungen für
die Drehung und eine Erhöhung der Zentrifugalaufhebungsmechanismen
im Vergleich zu dem Fall einer großen Anzahl von Kupplungen
vermieden werden. Dadurch kann also eine Erhöhung der Anzahl
von Komponenten vermieden werden und kann eine Vergrößerung
der Axiallänge unterdrückt werden, während
gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
-
Im
Folgenden wird ein erstes modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert. Weil der Grundaufbau
des ersten modifizierten Beispiels gleich demjenigen des oben beschriebenen,
nicht modifizierten Beispiels ist, werden im Folgenden nur die Teile
des ersten modifizierten Beispiels beschrieben, die sich von dem oben
beschriebenen, nicht modifizierten Beispiel unterscheiden.
-
3 ist
eine schematische Ansicht, die ein Automatikgetriebe gemäß einem
ersten modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform
zeigt. In dem ersten modifizierten Beispiel ist eine Einwegekupplung
OWC parallel zu dem zweiten Reibungselement B vorgesehen.
-
Um
ein übermäßiges Motorbremsgefühl während
einer normalen Fahrt zu beseitigen oder um die Schaltsteuerung während
des Schaltens von dem ersten Gang zu dem zweiten Gang, zwischen
denen eine große Drehmomentdifferenz besteht, zu vereinfachen,
ist vorzugsweise die Einwegkupplung OWC für den ersten
Gang vorgesehen. Dazu ist die Einwegkupplung für den ersten
Gang parallel zu einem Reibungselement vorgesehen, das während
des Hochschaltens von dem ersten Gang zu dem zweiten Gang gelöst
wird. In der ersten Ausführungsform entspricht ein derartiges
Reibungselement, das während des Hochschaltens von dem
ersten Gang zu dem zweiten Gang gelöst wird, dem zweiten
Reibungselement B.
-
Das
zweite Reibungselement B ist ausgebildet, um wahlweise das erste
Außenrad R1 mit dem zweiten Sonnenrad S2 zu verbinden.
Das erste Außenrad R1 und das zweite Sonnenrad S2 drehen
sich in einer positiven Richtung (die Drehrichtung des Motors ist
als die positive Richtung definiert), während von dem ersten
Gang zu dem zweiten Gang geschaltet wird, wobei die Drehgeschwindigkeit
des zweiten Sonnenrads S2 zu diesem Zeitpunkt größer
ist als die Drehgeschwindigkeit des ersten Außenrads R1.
Um also die Einwegkupplung OWC parallel zu dem zweiten Reibungselement
B zu installieren, muss die Beziehung [Drehgeschwindigkeit des ersten
Außenrads R1 ≤ Drehgeschwindigkeit des zweiten
Sonnenrads S2] in allen Gängen aufrechterhalten werden,
in denen das zweite Reibungselement B in den gelösten Zustand
versetzt wird. Wenn diese Beziehung in keinem Gang erfüllt
wird, muss ein weiteres Reibungselement, das zwischen einem aktiven
Zustand und einem inaktiven Zustand (einem verbundenen und einem
unverbundenen Zustand) der Einwegkupplung OWC schalten kann, in
Reihe mit der Einwegkupplung OWC hinzugefügt werden. In
diesem Fall wird jedoch die Anzahl der Komponenten erhöht,
sodass die Nützlichkeit der Installation einer Einwegkupplung
OWC relativ gering ist.
-
In
der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Beziehung [Drehgeschwindigkeit des ersten Außenrads
R1 ≤ Drehgeschwindigkeit des zweiten Sonnenrads S2] in
allen Gängen aufrechterhalten, indem die Drehgeschwindigkeiten
(die Drehzahlen) des ersten Außenrads R1 und die Drehgeschwindigkeiten
des zweiten Sonnenrads S2 in allen Gängen kontrolliert
werden. Indem also in der ersten Ausführungsform nur eine
Einwegkupplung OWC parallel zu dem zweiten Reibungselement B vorgesehen
wird, kann eine Vereinfachung der Steuerlogik erzielt werden, ohne
die Anzahl der Komponenten sehr zu vergrößern,
wobei auch ein übermäßiges Gefühl
der Motorbremse während einer normalen Fahrt des Fahrzeugs
verhindert werden kann.
-
Die
vorliegende Anmeldung basiert auf der älteren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-309535 vom
29. November 2007. Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldung
ist hier unter Bezugnahme eingeschlossen.
-
Die
Erfindung wurde vorstehend mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen
beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt ist. Der Fachmann kann verschiedene Modifikationen
und Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen
vor dem Hintergrund der gegebenen Lehren vornehmen. Der Erfindungsumfang
wird durch die folgenden Ansprüche definiert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-176765 [0002]
- - US 6648791 [0002, 0033, 0034]
- - JP 2007-309535 [0041]