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GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe, das mehrere Planetenradsätze sowie Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, die selektiv einrückbar sind, um mehrere Übersetzungsverhältnisse in einem automatischen Modus sowie einem manuellen Modus zu erreichen.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
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Ein Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Kupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. In einem Beispiel werden in dem Getriebe Kupplungen vom Reibungs-Typ verwendet und selektiv eingerückt, um ein besonderes Übersetzungsverhältnis zu erreichen. Wenn sie jedoch ausgerückt sind, erzeugen die Reibkupplungen tendenziell Widerstand, wenn es eine Relativbewegung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement der Kupplung gibt, was zu einer verringerten Kraftstoffwirtschaftlichkeit führen kann.
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In einem Bemühen, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, kann eine Einwegkupplung anstelle einer Reibkupplung angewandt werden, um Leistung von einem ersten Eingangselement auf ein zweites angetriebenes Element zu übertragen. Die Einwegkupplung überträgt Drehmoment in einer ersten Richtung und löst oder entkoppelt in einer zweiten entgegengesetzten Richtung. Sobald sie gelöst ist, ist das Antriebselement frei, in der zweiten entgegengesetzten Richtung relativ zu der ersten Richtung zu rotieren, und die Einwegkupplung kann überholen oder freilaufen. Dies lässt zu, dass das Fahrzeug in einem Roll- oder Segelmodus fahren kann, in welchem der Triebstrang von der Maschine entkoppelt ist, wodurch jegliche dem die Maschine drehenden Triebstrang zugeordnete Verluste beseitigt werden.
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Ein Motorbremsen tritt auf, wenn Drehmoment an dem Antriebselement verringert wird und das Antriebselement und das angetriebene Element miteinander gekoppelt bleiben, und ein Gegendrehmoment infolge eines Drehens der Maschine mit verringerter Leistung und Pumpkräften in einem Bemühen übertragen wird, die Drehzahl des angetriebenen Elements zu verringern. Jedoch entkoppelt ein Freilaufen der Einwegkupplung das angetriebene und das Antriebselement, wodurch ein Motorbremsen nicht möglich gemacht wird. Somit wird ein Motorbremsen in einem Fahrzeug, das mit einer Einwegkupplung betrieben wird, nicht funktionieren, es sei denn, zusätzliche Bauteile sind enthalten, wie etwa eine zusätzliche Kupplung, um das Antriebselement und das angetriebene Element selektiv zu koppeln.
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Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, besteht somit ein Bedarf für ein neues und verbessertes Getriebe, das ein verbessertes Leistungsvermögen zeigt, während ein Motorbremsen zugelassen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Getriebe vorgesehen, das aufweist ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet, ein viertes Verbindungselement, das das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit einem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet. Fünf Drehmomentübertragungsmechanismen sind jeweils selektiv einrückbar, um zumindest eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit zumindest einem anderen der ersten, zweiten und dritten Elemente und einem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen. Ein erster der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen ist eine wählbare Einwegkupplung, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden.
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In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein dritter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein vierter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein fünfter der fünf Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente Sonnenräder, die zweiten Elemente sind Trägerelemente und die dritten Elemente sind Hohlräder.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Eingangselement ständig mit dem Trägerelement des zweiten Planetenradsatzes verbunden, und das Ausgangselement ist ständig mit dem Trägerelement des vierten Planetenradsatzes verbunden.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Getriebe in einem automatischen Modus und/oder einem manuellen Modus betreibbar.
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In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die wählbare Einwegkupplung in einer jeden von einer gesperrten Stellung und einer entsperrten Stellung betreibbar. In der gesperrten Stellung verbindet die wählbare Einwegkupplung das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element. In der entsperrten Stellung verhindern die wählbare Einwegkupplung eine Rotation des dritten Elements des ersten Planetenradsatzes in einer ersten Drehrichtung und lässt eine Rotation des dritten Elements des ersten Planetenradsatzes in einer zweiten Drehrichtung zu.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die wählbare Einwegkupplung in der gesperrten Stellung, wenn das Getriebe in dem automatischen und/oder manuellen Modus arbeitet und der Rückwärtsgang eingelegt ist, und wenn das Getriebe in dem manuellen Modus arbeitet und der erste, zweite, dritte, vierte und fünfte von acht Gängen eingelegt ist.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die wählbare Einwegkupplung in der entsperrten Stellung, wenn das Getriebe in dem automatischen Modus arbeitet und irgendeiner der acht Vorwärtsgänge eingelegt ist.
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Die obigen Merkmale und Vorteil und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
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ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Hebeldiagramm eines Beispiels des Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines in 1 gezeigten Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist ein Querschnitt einer wählbaren Einwegkupplung in einer aktivierten oder entsperrten Stellung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist ein Querschnitt einer wählbaren Einwegkupplung in einer deaktivierten oder gesperrten Stellung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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5 ist eine Wahrheitstabelle, die die eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismen für ausgewählte Drehmomentverhältnisse, die von dem Getriebe von 2 erreicht werden, auflistet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken.
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Zu Beginn ist festzustellen, dass in dem besonderen angeführten Beispiel das Achtgang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweist. Diese mechanischen Verbindungen verknüpfen gattungsgemäß die Getriebeausführungsformen oder bringen diese in Beziehung. Genauer ist ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes permanent mit einem ersten Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit dem dritten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einem dritten Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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Nun unter Bezugnahme auf
1 ist eine Ausführungsform eines Achtganggetriebes
10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetengetriebes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis des jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungseinrichtungen oder Verbindungen zwischen dem Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der
SAE-Druckschrift 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising zu finden, die hiermit durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 14A, einem zweiten Knoten 14B und einem dritten Knoten 14C, einen zweiten Planetenradsatz 16 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 16A, einem zweiten Knoten 16B und einem dritten Knoten 16C, einen dritten Planetenradsatz 18 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 18A, einem zweiten Knoten 18B und einem dritten Knoten 18C, einen vierten Planetenradsatz 20 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 20A, einem zweiten Knoten 20B und einem dritten Knoten 20C, und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22.
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Das Eingangselement 12 ist mit dem zweiten Knoten 16 des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der zweite Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus 24 verbindet den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus 26 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 28 verbindet das Eingangselement 12 und den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus 30 verbindet den dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus 32 verbindet den dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20A.
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Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout eines Beispiels des Achtganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen, Bremse und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen.
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In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein erster Planetenradsatz 14 ein einfacher Planetenradsatz. Genauer umfasst der Planetenradsatz 14 ein Sonnenradelement 14A, ein Hohlradelement 14C und ein Trägerelement 14B, das einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Sonnenradelement 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 34 verbunden. Hohlradelement 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 36 verbunden. Trägerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 38 verbunden. Die Planetenräder 14D sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 14A als auch dem Hohlradelement 14C zu kämmen.
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In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter Planetenradsatz 16 ein einfacher Planetenradsatz. Genauer umfasst der Planetenradsatz 16 ein Sonnenradelement 16A, ein Hohlradelement 16C und ein Trägerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Sonnenradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 34 verbunden. Hohlradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 40 verbunden. Trägerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer Eingangswelle 12 verbunden. Die Planetenräder 16D sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 16A als auch dem Hohlradelement 16C zu kämmen.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein dritter Planetenradsatz 18 ein einfacher Planetenradsatz. Genauer umfasst der Planetenradsatz 18 ein Sonnenradelement 18A, ein Hohlradelement 18C und ein Trägerelement 18B, das einen Satz Planetenräder 18D (von denn nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Sonnenradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 40 verbunden. Hohlradelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 42 verbunden. Trägerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 44 verbunden. Die Planetenräder 18D sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 18A als auch dem Hohlradelement 18C zu kämmen.
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In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein vierter Planetenradsatz 20 ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenradelement 20A, ein Hohlradelement 20C und ein Trägerelement 20B umfasst, das einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Sonnenradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 46 verbunden. Hohlradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 38 verbunden. Trägerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 44 und einer Ausgangswelle 22 verbunden. Die Planetenräder 20D sind konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 20A als auch dem Hohlradelement 20C zu kämmen.
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Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist bevorzugt ständig mit einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (der nicht gezeigt ist) verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist bevorzugt ständig mit einer Achsantriebseinheit oder einem Verteilergetriebe (das nicht gezeigt ist) verbunden.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder wählbare Einwegkupplung 24, Bremse 26 und erste, zweite und dritte Kupplung 28, 30, 32 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente 34–46, der Elemente der Planetenradsätze 14–20 und des Gehäuses 50. Zum Beispiel ist die wählbare Einwegkupplung 24 selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 36 mit dem feststehenden Element, Masse oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden. Die Bremse 26 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 34 mit dem feststehenden Element, Masse oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden. Die erste Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46 zu verbinden. Die zweite Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 42 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46 zu verbinden. Die dritte Kupplung 32 ist selektiv einrückbar, um die vierte Verbindungswelle oder das vierte Verbindungselement 40 mit der siebten Verbindungswelle oder dem siebten Verbindungselement 46 zu verbinden.
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Nun unter Bezugnahme auf 3 und 4 sind zwei Querschnittansichten der wählbaren Einwegkupplung 24 in einer jeden von einer aktivierten oder entsperrten U-Stellung (3) und einer deaktivierten oder gesperrten L-Stellung (4) gezeigt. In der gezeigten Ausführungsform ist die wählbare Einwegkupplung 24 eine wählbare Einwegkupplung vom Streben-Typ, die mehrere Vorwärts- und Rückwärtsstreben aufweist, die Sperrmechanismen sind, die verwendet werden, um eine mechanische Verbindung zwischen rotierenden Elementen vorzusehen. Jedoch werden Fachleute feststellen, dass andere Typen von wählbaren Einwegkupplungen, die andere Typen von Sperrmechanismen anwenden, genauso gut verwendet werden können. Verschiedene Beispiele von wählbaren Einwegkupplungen, die verwendet werden können, sind in der SAE-Druckschrift Nr. SAE-2009-01-0509 beschrieben, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit eingeschlossen ist. Die wählbare Einwegkupplung umfasst eine Eingangsscheibe oder ein Eingangselement 60, eine Ausgangsscheibe oder ein Ausgangselement 62, eine Auswahlscheibe oder ein Auswahlelement 64, einen Auswahlscheibenaktuator (nicht gezeigt), einen Vorwärtssperrmechanismus 66 und einen Rückwärtssperrmechanismus 68. Wie es zuvor festgestellt wurde, als 2 beschrieben wurde, ist die wählbare Einwegkupplung selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 36 mit dem feststehenden Element, Masse oder dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden. Das Eingangselement 60 ist an einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50 befestigt. Das Ausgangselement 62 ist rotatorisch mit der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement (nicht gezeigt) verbunden. Die Auswahlscheibe 64 ist zwischen den Eingangs- und Ausgangsscheiben 60, 62 angeordnet und bleibt relativ zu der Eingangsscheibe 60 feststehend, außer wenn sie durch den Auswahlscheibenaktuator (nicht gezeigt) aktiviert ist.
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Das Eingangselement 60 weist eine Fläche 70 auf, die mehrere Ausnehmungen 72 umfasst. Einer der Vorwärts- und Rückwärtssperrmechanismen 66, 68 ist in jeder Ausnehmung montiert. Das Ausgangselement 62 weist eine Fläche 74 auf, die der ersten Fläche 70 des Eingangselements 60 zugewandt ist, und umfasst Ausnehmungen 76 zum Aufnehmen und für den Eingriff der Sperrmechanismen 66, 68. Wenn sich jeder der Sperrmechanismen 66, 68 in der gesperrten Stellung L befindet, wie es in 5 gezeigt ist, stehen die Sperrmechanismen 66, 68 des Eingangselements 60 mit Ausnehmungen 76 des Ausgangselements 62 in Eingriff, wodurch eine Relativdrehung zwischen dem Eingangselement 60 und dem Ausgangselement 62 verhindert wird. Die Auswahlscheibe 64 umfasst eine Betätigungseinrichtung 78, die, wenn sie aktiviert ist, wie in 3, über den Rückwärtssperrmechanismus 68 rotiert, wodurch verhindert wird, dass der Rückwärtssperrmechanismus 68 mit einer der Ausnehmungen 76 des Ausgangselements 62 in Eingriff gelangt. Ein Vorspannelement, wie etwa eine Feder 73, steht mit beiden Sperrmechanismen 66, 68 in Kontakt. Wie es in 3 sowie 4 zu sehen ist, wird die Feder 73 verwendet, um den Rückwärtssperrmechanismus 68 aus der entsprechenden Ausnehmung 72 heraus und in die gesperrte Stellung L hinein zu drängen. Nach Aktivierung der Auswahlscheibe 64 in die entsperrte Stellung U arbeitet die wählbare Einwegkupplung 24 auf die gleiche Weise wie eine herkömmliche Einwegkupplung. Wenn sich in dem Beispielgetriebe die wählbare Einwegkupplung 24 in der gesperrten Stellung L befindet, verbindet die wählbare Einwegkupplung 24 das dritte Element 14C des ersten Planetenradsatzes 14 mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Wenn sich die wählbare Einwegkupplung 24 in der entsperrten Stellung U befindet, verhindert die wählbare Einwegkupplung 24 eine Drehung des dritten Elements 14C des ersten Planetenradsatzes 14 in einer ersten Drehrichtung D1 und lässt eine Drehung des dritten Elements 14C des ersten Planetenradsatzes 14 in einer zweiten Drehrichtung D2 zu.
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Es ist anzumerken, dass die wählbare Einwegkupplung 32 bis zu vier Betriebsmodi umfassen kann. Zum Beispiel kann die wählbare Einwegkupplung 32 auch eine offene Stellung O umfassen. In der offenen Stellung sind die beiden Sperrmechanismen 66 und 68 in ihre jeweiligen Ausnehmungen 72, die in dem Eingangselement 60 angeordnet sind, hineingedrückt. Die wählbare Einwegkupplung 32 kann ebenso gut auch eine andere entsperrte Stellung umfassen. In dieser Stellung rotiert die Betätigungseinrichtung 78 über den Vorwärtssperrmechanismus 66, wodurch verhindert wird, dass der Vorwärtssperrmechanismus 66 mit einer der Ausnehmungen 76 des Ausgangselements 62 in Eingriff gelangt, während der Rückwärtssperrmechanismus 68 mit der entsprechenden Ausnehmung 76 in dem Ausgangselement in Eingriff steht.
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In einem nochmals anderen Beispiel der Erfindung weist das Getriebe 10 zwei Betriebsmodi auf; einen automatischen Modus A und einen manuellen Modus M. Im automatischen Modus A wird das Getriebe 10 derart betrieben, dass die wählbare Einwegkupplung 24 deaktiviert oder in der gesperrten Stellung L ist, wenn sie sich im Rückwärtsgangzustand R befindet, und aktiviert oder in der entsperrten Stellung U ist, wenn sie sich im ersten bis achten Gangzustand 1.–8. befindet. Wenn in dem Getriebe 10 der sechste bis achte Gangzustand 6.–8. eingelegt ist, arbeitet die wählbare Einwegkupplung im Segel- oder Überholmodus. Im Segelmodus läuft die Ausgangsscheibe oder das Ausgangselement 62 in der zweiten Drehrichtung D2 um, die in 3 gezeigt ist. Der Segelmodus sorgt für Widerstandsverluste, die beträchtlich geringer sind als sie mit einem herkömmlichen Kupplungsmechanismus erfahren werden. Es ist anzumerken, dass während 5 die gesperrte Stellung L zeigt und die entsperrte Stellung U in den 3–4 veranschaulicht ist, es zu verstehen ist, dass die wählbare Einwegkupplung 32 genauso gut unterschiedliche Modusauswahlen benutzen kann. Zum Beispiel könnte die wählbare Einwegkupplung 32 in einer anderen Ausführungsform eine entsperrte Stellung umfassen, in der der Vorwärtssperrmechanismus 66 nicht mit einer der Ausnehmungen 76 des Ausgangselements 62 in Eingriff steht, während der Rückwärtssperrmechanismus 68 mit der entsprechenden Ausnehmung 76 in dem Ausgangselement in Eingriff steht (3–4).
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Während das Getriebe 10 im manuellen Modus M betrieben wird, ist die wählbare Einwegkupplung deaktiviert oder befindet sich in der gesperrten Stellung L im Rückwärtsgangzustand R und im ersten bis fünften Gangzustand 1.–5. Der manuelle Modus M lässt die Fähigkeit zu, dass der Bediener Motorbremsen benutzen kann, da die wählbare Einwegkupplung 24 effektiv wie ein festes Verbindungselement wirkt und nicht zulässt, dass die Ausgangsscheibe 62 relativ zu der Eingangsscheibe 60 rotiert. Die wählbare Einwegkupplung 24 ist im sechsten bis achten Gangzustand 6.–8. aktiviert oder in der entsperrten Stellung U, um einen Segelmodus zuzulassen, wie es oben in dem automatischen Modus A festgestellt wurde.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die 2 und 5 die Arbeitsweise des Beispiels des Achtganggetriebes 10 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Getriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 auf die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 in zumindest acht Vorwärtsgängen oder -drehmomentverhältnisen und zumindest einem Rückwärtsgang oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jeder Vorwärts- und Rückwärtsgangzustand oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einem oder mehreren der Drehmomentübertragungsmechanismen (d. h. wählbare Einwegkupplung 24, Bremse 26 und erste, zweite und dritte Kupplung 28, 30, 32) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 5 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden X, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen.
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Um zum Beispiel den Rückwärtsgangzustand R im automatischen Modus A oder manuellen Modus M herzustellen, ist die wählbare Einwegkupplung 24 gesperrt L und die Bremse 26 und Kupplung 30 sind eingerückt oder aktiviert X. Die wählbare Einwegkupplung 24 verbindet im gesperrten Modus L die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 36 mit dem feststehenden Element, Masse oder dem Getriebegehäuse 50. Die Bremse 26 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 34 mit dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Die Kupplung 30 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 42 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46.
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Um den ersten Gangzustand 1. im automatischen Modus A herzustellen, ist die wählbare Einwegkupplung 24 entsperrt U und die Bremse 26 und die Kupplung 28 sind eingerückt oder aktiviert X. Die wählbare Einwegkupplung 24 wirkt im entsperrten Modus U wie eine herkömmliche Einwegkupplung zwischen der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 36 und dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Die Bremse 26 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 34 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50. Die Kupplung 28 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46.
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Um den ersten Gangzustand 1. im manuellen Modus M herzustellen, sind die wählbare Einwegkupplung 24 gesperrt L und die Bremse 26 und die Kupplung 28 sind eingerückt oder aktiviert X. Die wählbare Einwegkupplung 24 wirkt im gesperrten Modus L wie eine herkömmliche aktivierte Kupplung, die die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 36 und das feststehende Element oder Getriebegehäuse 50 verbindet. Die Bremse 26 verbindet die erste Welle oder das erste Verbindungselement 34 mit dem feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 50. Die Kupplung 28 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46.
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Um den sechsten Gangzustand 6. im automatischen Modus A oder manuellen Modus M herzustellen, ist die wählbare Einwegkupplung 24 entsperrt U und die Kupplungen 28, 30, 32 sind eingerückt oder aktiviert X. Die wählbare Einwegkupplung 24 wirkt im entsperrten Modus U wie eine herkömmliche Einwegkupplung zwischen der zweiten Welle oder dem zweiten Verbindungselement 36 und dem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 50. Die Kupplung 28 verbindet die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46. Die Kupplung 30 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 42 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46. Die Kupplung 32 verbindet die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 40 mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 46. Gleichermaßen werden die acht Vorwärtsgangzustände durch unterschiedliche Kombinationen der Modi und Einrückung der wählbaren Einwegkupplung, Kupplung und Bremsen erreicht, wie es in 5 gezeigt ist.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE-Druckschrift 810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” von Benford und Leising [0026]
- SAE-2009-01-0509 [0037]
