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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
russischen Patentanmeldung Nr. 2010107090 , die am 25. Februar 2010 eingereicht wurde und deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Mehrgang-Planetengetriebe mit sieben Drehmomentübertragungsmechanismen und zwei zusammengesetzten Planetenradsätzen
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kraftfahrzeuge umfassen einen Antriebsstrang, der aus einer Maschine, einem Mehrganggetriebe und einem Differenzial- 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 oder Vorwärtsdrehzahlverhältnissen, 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.
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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 Übersetzungsverhältniswechsel für den Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar macht.
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Mehrganggetriebe mit mehr als vier Gängen bieten weitere Verbesserungen bei der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Drei- und Vierganggetrieben. Jedoch sind die typischerweise zunehmende Komplexität, Größe und Kosten derartiger Getriebe widerstreitende Faktoren, die deren Gebrauch in manchen Anwendungen verhindern können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist ein Mehrganggetriebe, das bei bis zu zehn Vorwärtsgängen arbeiten kann, mit relativ niedrigem Inhalt und in einer relativ kompakten Auslegung, insbesondere im Vergleich mit einer Gegenwellenkonstruktion, die die gleiche Zahl von Vorwärtsgängen bietet, vorgesehen. Das Getriebe umfasst ein Eingangselement, ein Ausgangselement und ein feststehendes Element. Das Getriebe umfasst ferner einen ersten und einen zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz. Der erste Planetenradsatz weist ein erstes, ein zweites, ein drittes, ein viertes und ein fünftes Element auf. Der zweite Planetenradsatz weist ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Element auf. Bei dem Verweis auf die Elemente der Planetenradsätze auf diese Weise können die Elemente als ”erstes” bis ”viertes” oder ”erstes” bis ”fünftes” (z. B. von oben nach unten, von unten nach oben usw.) in beliebiger Reihenfolge gezählt sein. Die Elemente der Planetenradsätze sind Sonnenradelemente, Hohlradelemente und Trägerelemente.
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Das erste Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement verbunden. Das erste Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Ausgangselement verbunden. Das zweite Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist ständig an dem feststehenden Element festgelegt. Keines der Elemente des ersten Planetenradsatzes ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit irgendeinem der Elemente des zweiten Planetenradsatzes verbunden. So wie es hierin verwendet wird, bedeutet ”gemeinsame Rotation” eine Rotation mit der gleichen Drehzahl (d. h. keine Relativdrehung).
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Das Getriebe umfasst sieben Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um jeweilige der Elemente des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes mit dem Eingangselement, dem feststehenden Element oder jeweiligen Elementen des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes zu verbinden. Die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen sind in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar, um bis zu zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen.
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Das zweite und dritte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes sind jeweils selektiv an dem feststehenden Element über Einrückung eines ersten bzw. eines zweiten der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen festgelegt. Das vierte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes über Einrückung eines dritten und eines fünften der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen verbindbar. Das vierte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes über Einrückung des dritten und eines sechsten der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen verbindbar. Das fünfte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes über Einrückung eines vierten und des fünften der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen verbindbar. Das fünfte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem dritten Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes über Einrückung des vierten und des sechsten der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen verbindbar. Ein siebter der sieben Drehmomentübertragungsmechanismen ist selektiv einrückbar, um das Eingangselement zur gemeinsamen Rotation mit dem vierten Element des zweiten zusammengesetzten Planetenradsatzes zu verbinden. Schaltungen zwischen zumindest einigen der Vorwärtsgänge sind Schaltungen mit einem einzigen Übergang.
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Der erste und der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus können axial benachbart zueinander gelegen sein, wobei keines der Planetenradsatzelemente und keiner der anderen Drehmomentübertragungsmechanismen dazwischen liegt. Dies minimiert die Komplexität des Getriebes und vereinfacht die hydraulische Versorgung für die Drehmomentübertragungsmechanismen, wodurch das erforderliche Pumpenfördervolumen potenziell verringert wird. Darüber hinaus können der dritte, der vierte, der fünfte, der sechste und der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus axial benachbart zueinander gelegen sein, wobei keines der Planetenradsatzelemente und keiner der weiteren Drehmomentübertragungsmechanismen dazwischen liegt.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung in Prinzipdiagrammform eines Antriebsstrangs mit einem Mehrgang-Planetengetriebe; und
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2 ist eine Wahrheitstabelle, die einige der Betriebseigenschaften des in 1 gezeigten Getriebes zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile verweisen, zeigt 1 den Antriebsstrang 10 mit einer Maschine 12 (mit E beschriftet), einem Planetengetriebe 14 und einem Achsantriebsmechanismus 16 (mit FD beschriftet). Die Maschine 12 kann mit verschiedenen Arten von Kraftstoff beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit einer besonderen Anwendung zu verbessern. Derartige Kraftstoffe können zum Beispiel Benzin, Diesel, ein Ethanol, Dimethylether usw. umfassen. Das Planetengetriebe 14 umfasst ein Eingangselement 17, das ständig mit einem Ausgangselement der Maschine 12, wie etwa einer Kurbelwelle, optional durch einen Drehmomentwandler verbunden ist. Das Planetengetriebe 14 umfasst ferner eine Planetenradanordnung 18 und ein Ausgangselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist, um Vortriebsleistung an Fahrzeugräder zu liefern.
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Die Planetenradanordnung 18 umfasst zwei zusammengesetzte Planetenradsätze: einen ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 und einen zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz 30. Der zusammengesetzte Planetenradsatz 20 umfasst zwei Sonnenradelemente 22, 23, zwei Hohlradelemente 24, 25 und ein Trägerelement 26, das ein gestuftes Planetenrad 27 drehbar lagert. Das gestufte Planetenrad 27 weist einen Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 29 mit großem Durchmesser auf. Der Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser kämmt mit Sonnenradelement 22 und Hohlradelement 24. Der Abschnitt 29 mit großem Durchmesser kämmt mit Sonnenradelement 23 und Hohlradelement 25. Das Trägerelement 26 wird als erstes Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes 20 bezeichnet, das Sonnenradelement 23 wird als das zweite Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes 20 bezeichnet. Das Sonnenradelement 22 wird als das dritte Element des ersten zusammengesetzten Planetenradsatzes 20 bezeichnet. Die Hohlradelemente 25 und 24 werden jeweils als das vierte bzw. fünfte Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes 20 bezeichnet.
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Der zusammengesetzte Planetenradsatz 30 umfasst zwei Sonnenradelemente 32, 33, ein Hohlradelement 34 und ein Trägerelement 36, das einen ersten und zweiten Satz Planetenräder 37, 38 drehbar lagert. Der erste Satz Planetenräder 37 kämmt mit Sonnenradelement 32, mit Hohlradelement 34, sowie mit dem zweiten Satz Planetenräder 38. Planetenräder 38 kämmen auch mit Sonnenradelement 33. Hohlradelement 34 ist ständig an einem feststehenden Element 40, wie etwa einem Getriebekasten, festgelegt. Der zusammengesetzte Planetenradsatz 30 wird gemeinhin als Ravigneaux-Planetenradsatz bezeichnet. Das Trägerelement 36 wird als ein erstes Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes 30 bezeichnet. Das Hohlradelement 34 wird als ein zweites Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes 30 bezeichnet. Das Sonnenradelement 32 wird als das dritte Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes 30 bezeichnet. Das Sonnenradelement 33 wird als das vierte Element des zusammengesetzten Planetenradsatzes 30 bezeichnet.
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Das Getriebe 14 umfasst ferner sieben Drehmomenübertragungsmechanismen: einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus C1, einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus C2, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus C3, einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus C4, einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus C5, einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus C6 und einen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus C7. Drehmomentübertragungsmechanismen C1 und C2 sind Kupplungen vom feststehenden Typ, die auch als Bremsen bezeichnet werden. Drehmomentübertragungsmechanismen C3, C4, C5, C6 und C7 sind Kupplungen vom rotierenden Typ. In anderen Ausführungsformen können verschiedene der Drehmomentübertragungsmechanismen Reibkupplungen, Synchroneinrichtungen, Bandkupplungen, wählbare Einwegkupplungen, Klauenkupplungen und andere mögliche Typen von Drehmomentübertragungsmechanismen sein. In 1 ist nur ein Abschnitt des Getriebes 14 oberhalb der durch das Eingangselement 17 hergestellten Drehachse gezeigt. Die Planetenradsätze 20, 30 und Drehmomentübertragungsmechanismen C1, C2, C3, C4, C5, C6 und C7 sind an einem Abschnitt unterhalb des Eingangselement 17, nicht gezeigt, im Wesentlichen symmetrisch.
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Wie es aus 1 ersichtlich ist, ist das Eingangselement 17 ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement 26 verbunden. Das Ausgangselement 19 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement 36 verbunden. Keines der Zahnradelemente des zusammengesetzten Planetenradsatzes 20 ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit irgendeinem der Zahnradelemente des zusammengesetzten Planetenradsatzes 30 verbunden.
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Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus C1, der auch als Bremse C1 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Sonnenradelement 23 an dem feststehenden Element 40 festzulegen. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus C2, der auch als Bremse C2 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Sonnenradelement 22 an dem feststehenden Element 40 festzulegen. Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus C3, der auch als Kupplung C3 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 25 zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement 36 zu verbinden, wenn der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus, Kupplung C5, selektiv eingerückt ist, oder mit dem Sonnenradelement 32, wenn der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus, Kupplung C6, selektiv eingerückt ist. Der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus C4, der auch als Kupplung C4 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Hohlradelement 24 zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement 36 zu verbinden, wenn Kupplung C5 eingerückt ist, oder mit dem Sonnenradelement 32, wenn Kupplung C6 eingerückt ist. Der siebte Drehmomentübertragungsmechanismus C7, der auch als Kupplung C7 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das Eingangselement 17 zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenradelement 33 zu verbinden.
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Wie es in der Wahrheitstabelle von 2 gezeigt ist, sind die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Dreierkombinationen (als Gangzustände aufgelistet) einrückbar, um zehn Vorwärtsgänge bzw. Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und einen Rückwärtsgang bzw. ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen. Entsprechende numerische Übersetzungsverhältnisse, die in 2 aufgeführt sind, resultieren aus Zähnezahlen, die die folgenden Übersetzungsverhältnisse für den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 herstellen: das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement 24 zu dem Sonnenradelement 22 beträgt –1,83, wobei angenommen wird, dass das Trägerelement 26 angehalten ist (nur zu Berechnungszwecken); das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement 25 zu dem Sonnenradelement 23 beträgt –3,87, wobei angenommen wird, dass das Trägerelement 26 angehalten ist (nur zu Berechnungszwecken). Die Zähnezahlen für den zweiten Planetenradsatz 30 sind derart gewählt, dass das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement 34 zu dem Sonnenradelement 32 –2,0 beträgt, und das Übersetzungsverhältnis von dem Hohlradelement 34 zu dem Sonnenradelement 33 4,0 beträgt, wobei in beiden Fällen angenommen wird, dass das Trägerelement 36 angehalten ist (lediglich zu Berechnungszwecken).
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Somit gibt es fünf Drehzahlverhältnisse ins Langsame (1. bis 5.), einen direkten Antrieb (6.) und vier Overdrive-Drehzahlverhältnisse (7. bis 10.). Mit den oben aufgelisteten Zähnezahlen werden die in 2 aufgelisteten Übersetzungsverhältnisstufen erreicht. Wie es aus 2 ersichtlich ist, sind die Übersetzungsverhältnisstufen in den Vorwärtsgängen sehr gleichmäßig, was zu einem glatten Schaltgefühl und einer erhöhten Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt, da die Maschine 12 in jedem Gang nur über einen engen Drehzahlbereich arbeiten muss.
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Andere Zahnradzähnezahlen und entsprechende Übersetzungsverhältnisse können gewählt werden, um Drehzahlverhältnisse und Übersetzungsverhältnisstufen zu bewerkstelligen, die für die besondere Getriebeanwendung vorteilhaft sind. Ein Fachmann der Getriebekonstruktion würde verstehen, wie die erwünschten Zähnezahlen zu wählen wären.
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Um den Rückwärtsgang herzustellen, wird Kupplung C7 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 zu Zwischenwelle 52 und Sonnenradelement 33 und durch den zweiten zusammengesetzten Planetenradsatz 30 zu dem Ausgangselement 19 transportiert. Das Ausgangselement 19 rotiert in einer entgegengesetzten Richtung bezüglich des Eingangselements 17.
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Um den ersten Gang herzustellen, werden Kupplungen C3, C4 und C6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 durch Hohlradelemente 24, 25, zu Sonnenradelement 32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz 30 zu Ausgangselement 19 transportiert. Eingangselement 17 und Ausgangselement 19 rotieren wie in allen Vorwärtsgängen in der gleichen Richtung. In dem Rückwärtsgang und in dem ersten Vorwärtsgang, sind weder Bremse C1 noch Bremse C2 eingerückt, so dass der erste zusammengesetzte Planetenradsatz 20 inaktiv ist (d. h. das Drehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement 17 und dem Ausgangselement 19 nicht beeinflusst).
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In einem zweiten Vorwärtsgang sind Kupplungen C1, C4 und C6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 bei Hohlrad 24, zu dem Sonnenradelement 32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz 30 zu Ausgangselement 19 transportiert. Das Schalten von dem ersten Vorwärtsgang in den zweiten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang, indem in dem zweiten Vorwärtsgang nur ein anderer Drehmomentübertragungsmechanismus als in dem ersten Vorwärtsgang eingerückt ist.
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In einem dritten Vorwärtsgang sind Kupplungen C1, C3 und C6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 bei Hohlrad 25, zu dem Sonnenradelement 32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz 30 zu Ausgangselement 19 transportiert. Das Schalten von dem zweiten Vorwärtsgang in den dritten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang, indem in dem dritten Vorwärtsgang nur ein anderer Drehmomentübertragungsmechanismus als in dem zweiten Vorwärtsgang eingerückt ist.
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In einem vierten Vorwärtsgang sind Bremse C2 und Kupplungen C4 und C6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 bei Hohlrad 24, zu dem Sonnenradelement 32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz 30 zu Ausgangselement 19 transportiert. Das Schalten von dem dritten Vorwärtsgang in den vierten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem doppelten Übergang.
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In einem fünften Vorwärtsgang sind Bremse C2 und Kupplungen C3 und C6 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 bei Hohlrad 25, zu dem Sonnenradelement 32 und durch den zusammengesetzten Planetenradsatz 30 zu Ausgangselement 19 transportiert. Das Schalten von dem vierten Vorwärtsgang in den fünften Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang.
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In einem sechsten Vorwärtsgang sind Kupplungen C3, C4 und C5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20 bei Hohlradelementen 24 und 25, zu dem Trägerelement 36, das gemeinsam mit dem Ausgangselement 19 rotiert, transportiert. Weil weder Bremse C1 noch Bremse C2 eingerückt ist, ist der erste zusammengesetzte Planetenradsatz 20 inaktiv und der sechste Vorwärtsgang ist ein direktes Antriebsverhältnis. Das Schalten von dem fünften Vorwärtsgang in den sechsten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem doppelten Übergang.
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In einem siebten Vorwärtsgang sind Bremse C1 und Kupplungen C4 und C5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 zu dem Hohlradelement 24 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20, zu dem Trägerelement 36, der gemeinsam mit dem Ausgangselement 19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem sechsten Vorwärtsgang in den siebten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang.
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In einem achten Vorwärtsgang sind Bremse C1 und Kupplungen C3 und C5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 zu dem Hohlradelement 25 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20, zu dem Trägerelement 36, der gemeinsam mit dem Ausgangselement 19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem siebten Vorwärtsgang in den achten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang.
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In einem neunten Vorwärtsgang sind Bremse C2 und Kupplungen C4 und C5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 zu dem Hohlradelement 24 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20, zu dem Trägerelement 36, der gemeinsam mit dem Ausgangselement 19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem achten Vorwärtsgang in den neunten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem doppelten Übergang.
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In einem zehnten Vorwärtsgang sind Bremse C2 und Kupplungen C3 und C5 eingerückt. Drehmoment wird von dem Eingangselement 17 zu dem Hohlradelement 25 durch den ersten zusammengesetzten Planetenradsatz 20, zu dem Trägerelement 36, das gemeinsam mit dem Ausgangselement 19 rotiert, transportiert. Das Schalten von dem neunten Vorwärtsgang in den zehnten Vorwärtsgang ist ein Schalten mit einem einzigen Übergang.
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Obwohl zehn Vorwärtsgänge verfügbar sind, kann das Getriebe 14 gesteuert werden, um als Fünfganggetriebe, Sechsganggetriebe, Siebenganggetriebe, Achtganggetriebe, Neunganggetriebe oder Zehnganggetriebe zu arbeiten. Um zum Beispiel das Getriebe 14 als Fünfganggetriebe zu betreiben, kann ein Algorithmus, der in einem Controller gespeichert ist, der die Ventile steuert, um eine Hydraulikfluidströmung zu den Drehmomentübertragungsmechanismen zu steuern, nur den Rückwärtsgang und den ersten, zweiten, dritten, fünften und zehnten Vorwärtsgang herzustellen, die oben als erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter Vorwärtsgang beschrieben wurden. In einem derartigen Fünfganggetriebe gäbe es keine Schaltungen mit einem doppelten Übergang.
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Um das Getriebe 14 als Sechsganggetriebe zu betreiben, würden die fünf Vorwärtsgänge, die oben für das Fünfganggetriebe beschrieben wurden, sowie irgendeiner von dem sechsten, siebten und achten Vorwärtsgang von 2 benutzt werden. Das Sechsganggetriebe würde entweder keine Schaltungen mit einem doppelten Übergang (wenn der siebte oder achte Vorwärtsgang von 2 benutzt werden würden) oder nur eine Schaltung mit einem doppelten Übergang (wenn der sechste Vorwärtsgang von 2 benutzt werden würde) aufweisen.
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Um das Getriebe 14 als Siebenganggetriebe zu betreiben, würden die fünf Vorwärtsgänge, die oben für das Fünfganggetriebe beschrieben wurden, sowie irgendwelche zwei von dem sechsten, siebten und achten Vorwärtsgang von 2 benutzt werden. Das Sechsganggetriebe würde nur eine Schaltung mit einem doppelten Übergang (von dem fünften in den sechsten Vorwärtsgang von 2, was vom vierten in den fünften Vorwärtsgang des Siebenganggetriebes wäre) aufweisen.
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Um das Getriebe 14 als Achtganggetriebe zu betreiben, würden die fünf Vorwärtsgänge, die oben für das Fünfganggetriebe beschrieben wurden, sowie der sechste, siebte und achte Vorwärtsgang von 2 benutzt werden. Somit würde das Achtganggetriebe alle Vorwärtsgänge von 2 außer dem vierten und neunten Vorwärtsgang aufweisen. Das Achtganggetriebe würde nur eine Schaltung mit einem doppelten Übergang (von dem fünften in den sechsten Vorwärtsgang von 2, was auch vom fünften in den sechsten Vorwärtsgang des Achtganggetriebes wäre) auf weisen.
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Um das Getriebe 14 als Neunganggetriebe zu betreiben, würden alle Vorwärtsgänge von 2 außer dem zehnten Vorwärtsgang benutzt werden. Das Neunganggetriebe würde zwei Schaltungen mit einem doppelten Übergang (von dem dritten in den vierten Vorwärtsgang von 2, was auch von dem dritten in den vierten Vorwärtsgang des Neunganggetriebes wäre, und von dem fünften in den sechsten Vorwärtsgang von 2, was auch von dem fünften in den sechstes Vorwärtsgang des Neunganggetriebes wäre) aufweisen. Das Getriebe 14 könnte auch mit weniger als sechs Vorwärtsgängen betrieben werden.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist ersichtlich, dass die Kupplung C7 nur im Rückwärtsgang eingerückt ist. Die Lage der Kupplung C7 zwischen dem Eingangselement 17 und der Zwischenwelle 52, die koaxial mit Eingangselement 17 ist, erlaubt die Verwendung einer Klauenkupplung oder einer wählbaren Einwegkupplung für Kupplung C7.
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Es wird aus 1 deutlich, dass Bremsen C1 und C2 axial benachbart zueinander gelegen sind, wobei keine weiteren Kupplungen oder Bremsen und keine Elemente der Planetenradsätze 20, 30 zwischen den Bremsen C1, C2 liegen. Das Anordnen der Bremsen C1 und C2 benachbart zueinander auf diese Weise ermöglicht es, dass eine Hydraulikfluidströmung zu den Bremsen C1 und C2 durch die gewöhnlichsten Zufuhrkanäle erfolgen kann. Eine Vereinfachung der hydraulischen Zufuhrkanäle und das Verringern der Gesamtlänge der Zufuhrkanäle vereinfacht die Produktion des Getriebes 14 und kann eine kleinere Pumpe für das hydraulische System ermöglichen. Gleichermaßen sind die Kupplungen C3, C4, C5, C6 und C7 vom rotierenden Typ axial benachbart zueinander gelegen, wobei sich keine weiteren Drehmomentübertragungsmechanismen oder Planetenradsatzelemente dazwischen befinden. Das Anordnen der Bremsen C1, C2 und der Kupplungen C3, C4, C5, C6 und C7 auf diese Weise vereinfacht die Produktion von Zufuhrkanälen weiter und kann die erforderliche Pumpengröße verringern.
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Der zusammengesetzte Planetenradsatz 20, die Bremsen C1 und C2 und die Kupplungen C3 und C4 können als kompakter Zahnradkasten 50 bezeichnet werden, in 1 gestrichelt begrenzt, da der Zahnradkasten 50 die Bauteile enthält, die notwendig sind, um die zehn Vorwärtsgänge herzustellen, wobei die restlichen Kupplungen C5, C6 und C7 eingerückt werden, um den direkten Antrieb und Gänge mit einer Übersetzung ins Langsame (wobei C5 eingerückt ist), Gänge mit einer Übersetzung ins Langsame (wobei C6 eingerückt ist) herzustellen. D. h. die Einrückung von Drehmomentübertragungsmechanismen innerhalb des Zahnradkastens 50 wird verändert, um zwischen den Gängen mit einer Übersetzung ins Langsame umzuschalten, während Kupplung C6 eingerückt bleibt, und die Einrückung von Drehmomentübertragungsmechanismen innerhalb des Zahnradkastens 50 wird verändert, um zwischen dem direkten Antriebsdrehzahlverhältnis und den Overdrive-Verhältnissen oder zwischen den Overdrive-Verhältnissen umzuschalten, während Kupplung C5 in den Gängen mit einer Übersetzung ins Langsame eingerückt bleibt, wobei das Zahnradelement mit der höchsten Drehmomentlast das Hohlradelement 34 ist.
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Der Antriebsstrang 10 kann sich 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 vorwiegend 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 des 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 in einem herkömmlichen Hybridfahrzeug das Batterieladeniveau von 25% aufrechtzuerhalten. Es ist festzustellen, dass ein Hybridfahrzeug-Antriebsstrang bevorzugt nur dann in dem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird, wenn die Batterie nach Erreichen des Ziels wieder aufgeladen werden kann, indem sie in eine Energiequelle eingesteckt wird.
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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 Umfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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