DE102010041884B4

DE102010041884B4 - Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102010041884B4
Application number: DE102010041884.6A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ohnemus; Tilo Marschall; Alexander Martin; Lothar Wolf
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2030-10-02
Also published as: WO2011147537A1; US20130035195A1; DE102010041883A1; DE102010041884A1; US8568267B2; CN102822567A; EP2577098A1

Abstract

Fahrzeuggetriebe mit einem drehbar angeordneten Getriebeeingangselement (1), aufweisend:- ein drehbar angeordnetes Getriebeausgangselement (2), das als erster Planetenträger erster und zweiter Planetenräder (1PR, 2PR) fungiert,- ein drehbar angeordnetes Element (4), das mit einem ersten Sonnenrad (1SR) verbunden ist, welches mit den ersten Planetenrädern (1PR) kämmt und das mit einem zweiten Hohlrad (2HR) verbunden ist, das mit den zweiten Planetenrädern (2PR) kämmt,- einen drehbar angeordneten Sonnenradträger (3), der mit einem zweiten Sonnenrad (2SR) verbunden ist, das mit den zweiten Planetenrädern (2PR) kämmt,- einen Hohlradträger (5), der mit einem ersten Hohlrad (1HR) verbunden ist, welches mit den ersten Planetenrädern (1PR) kämmt, und das mit einem dritten Hohlrad (3HR) verbunden ist, das mit dritten Planetenrädern (3PR) kämmt,- einen Sonnenradträger (6), der mit einem dritten Sonnenrad (3SR) verbunden ist, welches mit den dritten Planetenrädern (3PR) kämmt, und das mit einem vierten Sonnenrad (4SR) verbunden ist, das mit vierten Planetenrädern (4PR) kämmt,- ein viertes Hohlrad (4HR), das fest in Bezug auf ein Gehäuse (G) des Getriebes angeordnet ist und das mit den vierten Planetenrädern (4PR) kämmt,- einen dritten Planetenträger (8), auf dem die dritten Planetenräder (3PR) drehbar angeordnet sind, und- einen vierten Planetenträger (7), auf dem die vierten Planetenräder (4PR) drehbar angeordnet sind, wobei- das Getriebeeingangselement (1) über ein erstes Schaltelement (1SE) mit dem drehbar angeordneten Element (4) koppelbar ist,- das Getriebeeingangselement (1) über ein zweites Schaltelement (2SE) mit dem dritten Planetenträger (8) koppelbar ist,- der dritte Planetenträger (8) über ein drittes Schaltelement (3SE) mit dem Sonnenradträger (3) bzw. dem damit verbundenen zweiten Sonnenrad (2SR) koppelbar ist,- das zweite Sonnenrad (2SR) bzw. der damit verbundene Sonnenradträger (3) über ein viertes Schaltelement (4SE) in Bezug auf das Gehäuse (G) feststellbar ist,- der vierte Planetenträger (7) über ein fünftes Schaltelement (5SE) in Bezug auf das Gehäuse (G) feststellbar ist,- der dritte Planetenträger (8) über ein sechstes Schaltelement (6SE) mit dem vierten Planetenträger (7) koppelbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe.
Zum technischen Hintergrund der Erfindung zählt die EP 1 803 957 A2 , Außerdem offenbart die DE 10 2004 014 082 A1 ein Planetengetriebe mit mehreren Planetenradsätzen, mit wenigstens zwei reibschlüssigen Schaltelementen zum Schalten verschiedener Leistungspfade in einem Kraftfluss und mit mehreren formschlüssigen Schaltelementen zum Einstellen verschiedener Übersetzungsstufen in den Leistungspfaden. Die US 2009 / 0 192 012 A1 befasst sich mit einem Mehrganggetriebe.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeuggetriebe mit kompaktem Aufbau anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Fahrzeuggetriebe, mit mindestens zwei Schaltelementen und einem zur Betätigung der mindestens zwei Schaltelemente vorgesehenen Aktuator. Bei dem Fahrzeuggetriebe handelt es sich um ein elektronisch gesteuertes, über eine Aktuatorik schaltbares Planetengetriebe.
Ein Aspekt der Erfindung ist eine schaltbare Kopplungseinrichtung bzw. ein „Multiplexer“, die bzw. der funktional betrachtet zwischen dem Aktuator und den mindestens zwei Schaltelementen angeordnet ist, wobei in Abhängigkeit von der momentanen Stellung der Kopplungseinrichtung jeweils genau eines der mindestens zwei Schaltelemente mit dem Aktuator gekoppelt und schaltbar ist.
Die Kopplungseinrichtung bzw. der Multiplexer kann z. B. durch einen hydraulischen Schaltschieber gebildet sein.
Bei den Schaltelementen kann es sich z. B. um Schaltklauen und insbesondere um unter Last schaltbare Schaltelemente, wie z. B. Lamellenkupplungen bzw. Mehrscheibenreibkupplungen handeln. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zur Betätigung zweier oder mehrerer Schaltelemente nur ein einziger Aktuator benötigt wird. Der Aktuator ist über eine „Weiche“, die oben als „Kopplungseinrichtung“ bezeichnet wurde, mit dem momentan zu schaltenden Schaltelement koppelbar. Bei dem Aktuator kann es sich beispielsweise um einen elektromechanischen Aktuator, wie z. B. einen Spindeltrieb handeln, der mit einem hydrostatischen Steller gekoppelt sein kann. Konkret kann ein Elektromotor vorgesehen sein, der einen Spindeltrieb antreibt, wobei der Spindeltrieb auf einen hydrostatischen bzw. hydraulischen Steller wirkt, welcher eine Betätigungskraft auf eines der vorgesehenen Schaltelemente überträgt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die mindesten zwei Schaltelemente jeweils ein mit einer gemeinsamen Welle drehgekoppeltes An- oder Abtriebselement auf. Dementsprechend können die Ab- bzw. Antriebselemente einzeln über den Aktuator verstellt werden, d. h. das betreffende Schaltelement kann über den Aktuator und die zwischen dem Aktuator und dem betreffenden Schaltelement vorgesehene Kopplungseinrichtung geschlossen bzw. geöffnet werden.
In einer Axialansicht des Fahrzeuggetriebes gesehen, d. h. in Richtung der Getriebeeingangs- bzw. Ausgangswelle gesehen, können die mindestens zwei Schaltelemente in Radialrichtung versetzt zueinander angeordnet sein. „Versetzt“ kann z. B. bedeuten, dass ein äußeres Schaltelement ein inneres Schaltelement radial von außen her umschließt. In Axialansicht des Fahrzeuggetriebes betrachtet können die mindestens zwei Schaltelemente in Radialrichtung überlappungsfrei angeordnet sein.
Die Erfindung kann sehr vorteilhaft in einem Automatikgetriebe eingesetzt werden, das neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist. Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Getriebeschema eines Automatikgetriebes mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang;
2 eine Schaltmatrix des in 1 gezeigten Getriebes; und
3 eine Direktschalttabelle des in 1 gezeigten Getriebes.

1 zeigt ein Getriebeschema eines Automatikgetriebes 1, das neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist. Das Automatikgetriebe weist ein drehbar angeordnetes Getriebeeingangselement GE bzw. 1 sowie ein drehbar angeordnetes Getriebeausgangselement GA bzw. 2 auf. Die auch das Getriebeausgangselement GA bildende Komponente 2 fungiert als erster Planetenträger erster Planetenräder 1PR bzw. zweiter Planetenräder 2PR.
Eine drehbar angeordnete Getriebekomponente 4 ist mit einem ersten Sonnenrad 1SR verbunden, welches mit den ersten Planetenrädern1PR kämmt, sowie mit einem zweiten Hohlrad 2HR, das mit den zweiten Planetenrädern 2PR kämmt.
Die drehbar angeordnete Komponente 3 bildet einen Sonnenradträger, der mit einem zweiten Sonnenrad 2SR verbunden ist, welches mit den zweiten Planetenrädern 2PR kämmt.
Die drehbar angeordnete Komponente 5 bildet einen Hohlradträger, der mit einem ersten Hohlrad 1HR verbunden ist, welches mit den ersten Planetenrädern 1PR kämmt, und der mit einem dritten Hohlrad 3HR verbunden ist, welches mit dritten Planetenrädern 3PR kämmt.
Die Komponente 6 bildet einen Sonnenradträger, der mit einem dritten Sonnenrad 3SR verbunden ist, welches mit den dritten Planetenrädern 3PR kämmt, und der mit einem vierten Sonnenrad 4SR verbunden ist, das mit vierten Planetenrädern 4PR kämmt.
Die vierten Planetenräder 4PR wiederum kämmen mit einem vierten Hohlrad 4HR, das fest in Bezug auf ein Gehäuse G des Getriebes angeordnet ist.
Die Komponente 8 bildet einen drehbar angeordneten dritten Planetenträger, auf dem die dritten Planetenräder 3PR drehbar angeordnet sind.
Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein drehbar angeordneter vierter Planetenträger bezeichnet, auf dem die vierten Planetenräder 4PR drehbar angeordnet sind.
Zusätzlich zu den verschiedenen Planetengetrieben mit den einzelnen Planetengetriebekomponenten weist das in 1 gezeigte Getriebe folgende Schaltelemente auf:

Ein erstes Schaltelement 1SE, über welches das Getriebeeingangselement GE mit der Komponente 4 und somit mit dem ersten Sonnenrad 1SR und dem zweiten Hohlrad 2HR koppelbar ist.

Über ein zweites Schaltelement 2SE kann das Getriebeeingangselement GE mit der Komponente 8, welche den dritten Planetenträger bildet, auf dem die dritten Planetenräder 3PR gelagert sind, drehgekoppelt werden.
Über ein drittes Schaltelement 3SE kann der dritte Planetenträger 8, auf dem die dritten Planetenräder 3PR drehbar gelagert sind, mit der Komponente 3 bzw. mit dem zweiten Sonnenrad 2SR drehgekoppelt werden.
Über ein viertes Schaltelement 4SE kann die Komponente 3, bzw. das zweite Sonnenrad 2SR in Bezug auf das Gehäuse G festgestellt werden.
Über ein fünftes Schaltelement 5SE kann der vierte Planetenträger 7, auf dem die vierten Planetenräder 4PR drehbar gelagert sind, in Bezug auf das Gehäuse G festgestellt werden.
Über ein sechstes Schaltelement 6SE kann die Komponente 8, welche den Planetenträger bildet, auf dem die dritten Planetenräder 3PR drehbar gelagert sind, mit dem vierten Planetenträger 7, auf dem die vierten Planetenräder 4PR drehbar gelagert sind, drehgekoppelt werden.
Das erste Schaltelement 1SE und das zweite Schaltelement 2SE bilden ein erstes Doppelschaltmodul.
Das dritte Schaltelement 3SE und das vierte Schaltelement 4SE bilden ein zweites Doppelschaltmodul.
Das fünfte Schaltelement 5SE und das sechste Schaltelement 6SE bilden ein drittes Doppelschaltmodul.
Jedes der Doppelschaltmodule weist somit zwei Schaltelemente auf. Jedes der Schaltmodule weist aber nur einen Aktuator (hier nicht näher dargestellt) sowie eine Kopplungseinrichtung auf, über die der betreffende Aktuator mit einem der beiden Schaltelemente des betreffenden Schaltmoduls gekoppelt ist und somit geschaltet werden kann.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind bei jedem der Doppelschaltmodule die betreffenden beiden Schaltelemente 1SE, 2SE bzw. 3SE, 4SE bzw. 5SE, 6SE in Radialrichtung versetzt zueinander angeordnet und zwar überlappungsfrei. Die Doppelschaltmodule sind somit gut zugänglich, was die Montage erleichtert. Der Hauptvorteil derartiger Mehrfachschaltmodule besteht darin, dass zwei oder mehrere Schaltelemente mit einem einzigen Aktuator betätigt werden können, was Kosten spart und eine sehr kompakte Bauweise ermöglicht.
2 zeigt die Schaltmatrix des in 1 gezeigten Getriebes. In 2 wird folgende Nomenklatur der Bremsen bzw. Kupplungen verwendet:

B03 bezeichnet eine Bremse, mit der die Komponente 3 gegenüber dem Gehäuse (0) festgestellt werden kann. B03 entspricht somit dem vierten Schaltelement 4SE.

Die Bremse B07 entspricht dem fünften Schaltelement 5SE. Die Kupplung K14 ermöglicht eine Kopplung der Komponenten 1 und 4 und entspricht dem ersten Schaltelement 1SE. Die Kupplung K18 ermöglicht eine Kopplung der beiden Komponenten 1 und 8 und entspricht dem zweiten Schaltelement 2SE. Die Kupplung K38 entspricht dem dritten Schaltelement 3SE und die Kupplung K78 entspricht dem sechsten Schaltelement 6SE.
In der linken Spalte sind die möglichen Schaltstellungen des Getriebes dargestellt. „N“ bedeutet Neutral- bzw. Leerlauf. Die Zahlen 1-9 bezeichnen die insgesamt 9 Vorwärtsgänge, Rw bezeichnet den Rückwärtsgang.
Die Kreuze in der Schaltmatrix bedeuten, dass die betreffende Bremse bzw. Kupplung geschlossen ist. So sind beispielsweise im vierten Gang die Bremse B03, die Kupplung K14 und die Kupplung K38 geschlossen, wohingegen die Bremse B07, die Kupplung K18 und die Kupplung K67geöffnet sind.
3 zeigt die sogenannte Direktschalttabelle des in 1 gezeigten Getriebes. Die dunkel markierten Felder bezeichnen diejenigen Schaltmöglichkeiten, bei denen unmittelbar von einem Gang in einen anderen Gang geschaltet werden kann, d. h. ohne, dass vorübergehend ein Zwischengang eingelegt werden muss.
So kann beispielsweise durch überschneidende, d. h. zeitlich parallele Betätigung der Bremse B07 und der Kupplung K78 vom neunten Gang in den Rückwärtsgang geschaltet werden. Ferner kann beispielsweise durch überschneidendes, d. h. zeitlich paralleles Betätigen der Kupplung K18 und der Kupplung K78 vom sechsten Gang in den dritten Gang geschaltet werden etc.

Claims

Fahrzeuggetriebe mit einem drehbar angeordneten Getriebeeingangselement (1), aufweisend: - ein drehbar angeordnetes Getriebeausgangselement (2), das als erster Planetenträger erster und zweiter Planetenräder (1PR, 2PR) fungiert, - ein drehbar angeordnetes Element (4), das mit einem ersten Sonnenrad (1SR) verbunden ist, welches mit den ersten Planetenrädern (1PR) kämmt und das mit einem zweiten Hohlrad (2HR) verbunden ist, das mit den zweiten Planetenrädern (2PR) kämmt, - einen drehbar angeordneten Sonnenradträger (3), der mit einem zweiten Sonnenrad (2SR) verbunden ist, das mit den zweiten Planetenrädern (2PR) kämmt, - einen Hohlradträger (5), der mit einem ersten Hohlrad (1HR) verbunden ist, welches mit den ersten Planetenrädern (1PR) kämmt, und das mit einem dritten Hohlrad (3HR) verbunden ist, das mit dritten Planetenrädern (3PR) kämmt, - einen Sonnenradträger (6), der mit einem dritten Sonnenrad (3SR) verbunden ist, welches mit den dritten Planetenrädern (3PR) kämmt, und das mit einem vierten Sonnenrad (4SR) verbunden ist, das mit vierten Planetenrädern (4PR) kämmt, - ein viertes Hohlrad (4HR), das fest in Bezug auf ein Gehäuse (G) des Getriebes angeordnet ist und das mit den vierten Planetenrädern (4PR) kämmt, - einen dritten Planetenträger (8), auf dem die dritten Planetenräder (3PR) drehbar angeordnet sind, und - einen vierten Planetenträger (7), auf dem die vierten Planetenräder (4PR) drehbar angeordnet sind, wobei - das Getriebeeingangselement (1) über ein erstes Schaltelement (1SE) mit dem drehbar angeordneten Element (4) koppelbar ist, - das Getriebeeingangselement (1) über ein zweites Schaltelement (2SE) mit dem dritten Planetenträger (8) koppelbar ist, - der dritte Planetenträger (8) über ein drittes Schaltelement (3SE) mit dem Sonnenradträger (3) bzw. dem damit verbundenen zweiten Sonnenrad (2SR) koppelbar ist, - das zweite Sonnenrad (2SR) bzw. der damit verbundene Sonnenradträger (3) über ein viertes Schaltelement (4SE) in Bezug auf das Gehäuse (G) feststellbar ist, - der vierte Planetenträger (7) über ein fünftes Schaltelement (5SE) in Bezug auf das Gehäuse (G) feststellbar ist, - der dritte Planetenträger (8) über ein sechstes Schaltelement (6SE) mit dem vierten Planetenträger (7) koppelbar ist.