DE102013109159B4

DE102013109159B4 - Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013109159B4
Application number: DE102013109159.8A
Authority: DE
Inventors: Jongsool Park; Hyukjun Lee; Jae Chang Kook; Myonghoon Noh; Kangsoo Seo; Chang Wook Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2033-08-24
Also published as: CN103807371A; JP6097138B2; US9618094B2; US9328803B2; KR101329008B1; DE102013109159A1; US20140128202A1; CN103807371B; US20160215858A1; JP2014092270A

Abstract

Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, aufweisend:eine Antriebswelle (IS), die ein Motordrehmoment aufnimmt;eine Abtriebswelle (OS), die parallel und in einem vorbestimmten Abstand zu der Antriebswelle (IS) angeordnet ist und ein geändertes Drehmoment ausgibt;einen ersten Planetengetriebesatz (PG1), der an der Antriebswelle (IS) angeordnet ist und ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, der ein erstes Sonnenrad (S1), das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, einen ersten Planetenradträger (PC1), der als ein Abtriebselement betrieben wird, und ein erstes Hohlrad (R1) aufweist, das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist;einen zweiten Planetengetriebesatz (PG2), der an der Abtriebswelle (OS) angeordnet ist und ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, der ein zweites Sonnenrad (S2), das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) über zwei Pfade mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen verbunden ist und wahlweise mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, einen zweiten Planetenradträger (PC2), der wahlweise mit der Antriebswelle (IS) und wahlweise mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und ein zweites Hohlrad (R2) aufweist, das mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist und direkt mit der Abtriebswelle (OS) verbunden ist;ein erstes Übertragungszahnradpaar (TF1), das ein erstes Übertragungsantriebsrad (TF1a), das mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist, und ein erstes Übertragungsabtriebsrad (TF1b) aufweist, das mit dem zweiten Hohlrad (R2) verbunden ist;ein zweites Übertragungszahnradpaar (TF2), das ein zweites Übertragungsantriebsrad (TF2a), das mit dem ersten Hohlrad (R1) verbunden ist, und ein zweites Übertragungsabtriebsrad (TF2b) aufweist, das mit dem zweiten Planetenradträger (PC2) verbunden ist;ein drittes Übertragungszahnradpaar (TF3), das ein drittes Übertragungsantriebsrad (TF3a), das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein drittes Übertragungsabtriebsrad (TF3b) aufweist, das mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist; undein viertes Übertragungszahnradpaar (TF4), das ein viertes Übertragungsantriebsrad (TF4a), das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein viertes Übertragungsabtriebsrad (TF4b) aufweist, das mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist;eine erste Kupplung (C1), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem ersten Sonnenrad (S1) verbindet,eine zweite Kupplung (C2), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet,eine dritte Kupplung (C3), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet,eine vierte Kupplung (C4), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem ersten Hohlrad (R1) verbindet,eine erste Bremse (B1), die wahlweise den zweiten Planetenradträger (PC2) mit dem Getriebegehäuse verbindet, undeine zweite Bremse (B2), die wahlweise das zweite Sonnenrad (S2) mit dem Getriebegehäuse verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, und insbesondere einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, der die Montierbarkeit und das Leistungsübertragungsvermögen verbessern kann und den Kraftstoffverbrauch reduzieren kann.
Typischerweise wird ein Planetengetriebezug durch Kombinieren einer Mehrzahl von Planetengetriebesätzen und Reibelementen realisiert. Es ist wohlbekannt, dass, wenn ein Planetengetriebezug eine größere Anzahl von Schaltgängen realisiert, die Übersetzungsverhältnisse des Planetengetriebezuges optimaler gestaltet werden können, und daher kann ein Fahrzeug einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch und eine bessere Leistung haben. Aus diesem Grunde wird ständig nach einem Planetengetriebezug geforscht, der in der Lage ist, mehr Schaltgänge zu realisieren.
Auch wenn dieselbe Anzahl von Gängen erzielt wird, hat der Planetengetriebezug entsprechend einer Verbindung zwischen den Drehelementen (d.h. Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad) einen unterschiedlichen Betätigungsmechanismus. Außerdem hat der Planetengetriebezug unterschiedliche Eigenschaften, wie Haltbarkeit, Leistungsübertragungseffizienz und Größe, die von der Anordnung des Planetengetriebezuges abhängig sind. Daher werden auch die Gestaltungen für eine kombinierte Struktur eines Getriebezuges ständig erforscht.
Wenn sich jedoch die Anzahl von Schaltgängen erhöht, steigt auch die Anzahl von Bauteilen in dem Automatikgetriebe an. Daher können die Montierbarkeit, die Kosten, das Gewicht und die Leistungsübertragungseffizienz verschlechtert werden.
Insbesondere wurden, da der Planetengetriebezug mit einer Anzahl von Bauteilen in einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb schwierig zu montieren ist, Untersuchungen zur Minimierung der Anzahl von Bauteilen durchgeführt.
Die nachveröffentlichte DE 10 2011 056 124 A1 beschreibt einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, mit zwei Planetengetriebesätzen, vier Übertragungszahnradpaaren und sechs Reibelementen zum Erzielen von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang.
Die nachveröffentlichte DE 10 2012 113 155 A1 beschreibt einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, mit zwei Planetengetriebesätzen, vier Übertragungszahnradpaaren und sechs Reibelementen zum Erzielen von acht Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen.
Die JP 2005 - 23 987 A beschreibt einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, mit zwei Planetengetriebesätzen, drei Übertragungszahnradpaaren und sechs Reibelementen zum Erzielen von acht Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug zu schaffen, bei dem die Montierbarkeit durch Verkürzen seiner Länge verbessert wird und die Anzahl von Bauteilen infolge des Erzielens von acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang durch separates Anordnen von zwei Planetengetriebesätzen an einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, die parallel zueinander angeordnet sind, und Verbinden von Drehelementen der Planetengetriebesätze über eine Mehrzahl von im Außeneingriff stehenden Zahnrädern reduziert wird, und bei dem optimale Übersetzungsverhältnisse infolge einer leichteren Änderung der Übersetzungsverhältnisse durch eine Mehrzahl von im Außeneingriff stehenden Zahnrädern festgelegt werden können und dementsprechend das Leistungsübertragungsvermögen und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden können.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Betriebstabelle von Reibelementen in jedem Schaltgang, die bei dem Planetengetriebezug aus 1 verwendet wird;
3A ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im ersten und zweiten Vorwärtsgang;
3B ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im dritten Vorwärtsgang;
3C ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im vierten Vorwärtsgang;
3D ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im fünften Vorwärtsgang;
3E ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im sechsten Vorwärtsgang;
3F ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im siebten Vorwärtsgang;
3G ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im achten Vorwärtsgang;
3H ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1 im Rückwärtsgang;
4 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
5 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
6 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Mit Bezug auf 1 weist ein Planetengetriebezug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen ersten Planetengetriebesatz PG1, der an einer Antriebswelle IS angeordnet ist, einen zweiten Planetengetriebesatz PG2, der an einer Abtriebswelle OS angeordnet ist, die parallel zu der Antriebswelle IS angeordnet ist, und Reibelemente auf, die vier Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und zwei Bremsen B1 und B2 umfassen.
Daher wird das von der Antriebswelle IS eingegebene Drehmoment durch das Zusammenwirken des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes PG1 und PG2 in acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang umgewandelt, und wird dann über die Abtriebswelle OS ausgegeben.
Die Antriebswelle IS ist ein Antriebselement, und das Drehmoment von einer Kurbelwelle des Motors wird über einen Drehmomentwandler geändert, und wird dann an die Antriebswelle IS eingegeben.
Die Abtriebswelle OS ist ein Abtriebselement und überträgt ein Antriebsdrehmoment über eine Differentialvorrichtung an ein Antriebsrad.
Der erste Planetengetriebesatz PG1 ist ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern und weist ein erstes Sonnenrad S1, das ein erstes Drehelement N1 ist, einen ersten Planetenradträger PC1, der ein erstes Planetenrad P1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 im Außeneingriff steht, drehbar abstützt und ein zweites Drehelement N2 ist, und ein erstes Hohlrad R1 auf, das mit dem ersten Planetenrad P1 im Inneneingriff steht und ein drittes Drehelement N3 ist.
Der zweite Planetengetriebesatz PG2 ist ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern und weist ein zweites Sonnenrad S2, das ein viertes Drehelement N4 ist, einen zweiten Planetenradträger PC2, der ein zweites Planetenrad P2, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 im Außeneingriff steht, drehbar abstützt und ein fünftes Drehelement N5 ist, und ein zweites Hohlrad R2 auf, das mit dem zweiten Planetenrad P2 im Inneneingriff steht und ein sechstes Drehelement N6 ist.
Zwei Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 sind wahlweise mit der Antriebswelle IS verbunden, drei Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 sind über ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Übertragungszahnradpaar TF1, TF2, TF3 und TF4 mit der Antriebswelle IS und zwei Drehelementen des ersten Planetengetriebesatzes PG1 verbunden, und das sechste Drehelement N6 des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 ist direkt mit der Abtriebswelle OS verbunden.
Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungszahnradpaar TF1, TF2, TF3 und TF4 haben ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Übertragungsantriebsrad TF1a, TF2a, TF3a und TF4a und ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Übertragungsabtriebsrad TF1b, TF2b, TF3b und TF4b, die im Außeneingriff miteinander stehen.
Das erste Übertragungszahnradpaar TF1 verbindet das zweite Drehelement N2 mit dem sechsten Drehelement N6.
Das zweite Übertragungszahnradpaar TF2 verbindet das dritte Drehelement N3 mit dem fünften Drehelement N5.
Das dritte Übertragungszahnradpaar TF3 verbindet die Antriebswelle IS mit dem vierten Drehelement N4.
Das vierte Übertragungszahnradpaar TF4 verbindet die Antriebswelle IS mit dem vierten Drehelement N4.
Daher werden die Drehelemente (einschließlich die Antriebswelle IS), die über das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungszahnradpaar TF1, TF2, TF3 und TF4 miteinander verbunden sind, entsprechend den Übersetzungsverhältnissen des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Übertragungszahnradpaares TF1, TF2, TF3 und TF4 in entgegengesetzten Richtungen zueinander gedreht.
Außerdem sind die vier Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und die zwei Bremsen B1 und B2, welche die ausgewählten Drehelemente wahlweise mit der Antriebswelle IS und einem Getriebegehäuse verbinden, wie folgt angeordnet.
Die erste Kupplung C1 ist zwischen der Antriebswelle IS und dem ersten Drehelement N1 angeordnet.
Die zweite Kupplung C2 ist zwischen der Antriebswelle IS und dem dritten Übertragungszahnradpaar TF3 angeordnet.
Die dritte Kupplung C3 ist zwischen dem vierten Drehelement N4 und dem vierten Übertragungszahnradpaar TF4 angeordnet.
Die vierte Kupplung C4 ist zwischen der Antriebswelle IS und dem dritten Drehelement N3 angeordnet.
Die erste Bremse B1 ist zwischen dem fünften Drehelement N5 und dem Getriebegehäuse angeordnet.
Die zweite Bremse B2 ist zwischen dem vierten Drehelement N4 und dem Getriebegehäuse angeordnet.
Sowohl die zweite Kupplung C2 als auch die dritte Kupplung C3 verbinden wahlweise die Antriebswelle IS mit dem vierten Drehelement N4, jedoch sind die Drehzahlen, die über die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 an das vierte Drehelement N4 übertragen werden, voneinander verschieden, da das Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungszahnradpaares TF3 von dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungszahnradpaares TF4 abweicht.
Die Reibelemente, welche die erste, die zweite, die dritte und die vierte Kupplung C1, C2, C3 und C4 und die erste und die zweite Bremse B1 und B2 umfassen, sind herkömmliche Mehrscheiben-Reibelemente des Naßtyps, die durch Hydraulikdruck betrieben werden.
Mit Bezug auf die Betriebstabelle in 2 werden zwei Reibelemente in jedem Schaltgang in dem Planetengetriebezug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung betrieben.
Die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 werden in einem ersten Vorwärtsgang 1. betrieben.
Die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 werden in einem zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben.
Die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 werden in einem dritten Vorwärtsgang 3. betrieben.
Die erste Kupplung C1 und die dritte Kupplung C3 werden in einem vierten Vorwärtsgang 4. betrieben.
Die erste Kupplung C1 und die vierte Kupplung C4 werden in einem fünften Vorwärtsgang 5. betrieben.
Die dritte Kupplung C3 und die vierte Kupplung C4 werden in einem sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben.
Die zweite Kupplung C2 und die vierte Kupplung C4 werden in einem siebten Vorwärtsgang 7. betrieben.
Die vierte Kupplung C4 und die zweite Bremse B2 werden in einem achten Vorwärtsgang 8. betrieben.
Die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 werden in einem Rückwärtsgang R betrieben.
Mit Bezug auf die 3A bis 3H werden Schaltvorgänge des Planetengetriebezuges gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung anhand der Hebelanalysemethode beschrieben.
In den 3A bis 3H sind drei vertikale Linien des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 von links nach rechts als das vierte, das fünfte und das sechste Drehelement N4, n5 und N6 festgelegt, und drei vertikale Linien des ersten Planetengetriebesatzes PG1 sind von links nach rechts als das dritte, das zweite und das erste Drehelement N3, N2 und N1 festgelegt.
Eine mittlere horizontale Linie verkörpert eine Drehzahl von „0“, obere horizontale Linien verkörpern positive Drehzahlen, und untere horizontale Linien verkörpern negative Drehzahlen.
„-“ bedeutet, dass die Drehelemente entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Motors gedreht werden, da die Antriebswelle IS und die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 über das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungszahnradpaar TF1, TF2, TF3 und TF4 ohne ein Zwischenrad im Außeneingriff stehen.
Außerdem sind die Abstände zwischen den vertikalen Linien des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes PG1 und PG2 entsprechend den Übersetzungsverhältnissen (Zähnezahl eines Sonnenrades/Zähnezahl eines Hohlrades) festgelegt.
Nachfolgend werden mit Bezug auf die 2 und 3A bis 3H die Schaltvorgänge des Planetengetriebezuges gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben.
Erster Vorwärtsgang
Mit Bezug auf 2 werden die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 im ersten Vorwärtsgang 1. betrieben.
Wie in 3A gezeigt, wird eine Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das erste Drehelement N1 eingegeben, und das dritte Drehelement N3 wird durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein feststehendes Element betrieben. Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine erste Ganglinie T1.
Außerdem wird das fünfte Drehelement N5 durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein feststehendes Element betrieben, und eine Drehzahl des zweiten Drehelements N2 wird entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungszahnradpaares TF1 geändert, und wird dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben. Daher bilden die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine erste Schaltlinie SP1, und D1 wird über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Zweiter Vorwärtsgang
Die erste Bremse B1, die im ersten Vorwärtsgang 1. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Bremse B2 wird im zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben.
Wie in 3A gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das erste Drehelement N1 eingegeben, und das vierte Drehelement N4 wird durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 als ein feststehendes Element betrieben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine zweite Ganglinie T2, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine zweite Schaltlinie SP2. Daher wird D2 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Dritter Vorwärtsgang
Die zweite Bremse B2, die im zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird im dritten Vorwärtsgang 3. betrieben.
Wie in 3B gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das erste Drehelement N1 eingegeben. Außerdem wird die Drehzahl der Antriebswelle IS entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungszahnradpaares TF3 umgewandelt, und wird dann durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 an das vierte Drehelement N4 eingegeben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine dritte Ganglinie T3, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine dritte Schaltlinie SP3. Daher wird D3 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Vierter Vorwärtsgang
Die zweite Kupplung C2, die im dritten Vorwärtsgang 3. betrieben wurde, wird freigegeben, und die dritte Kupplung C3 wird im vierten Vorwärtsgang 4. betrieben.
Wie in 3C gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das erste Drehelement N1 eingegeben. Außerdem wird die Drehzahl der Antriebswelle IS entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungszahnradpaares TF4 umgewandelt, und wird dann durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das vierte Drehelement N4 eingegeben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine vierte Ganglinie T4, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine vierte Schaltlinie SP4. Daher wird D4 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Fünfter Vorwärtsgang
Die dritte Kupplung C3, die im vierten Vorwärtsgang 4. betrieben wurde, wird freigegeben, und die vierte Kupplung C4 wird im fünften Vorwärtsgang 5. betrieben.
Wie in 3D gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 und der vierten Kupplung C4 an das erste Drehelement N1 und das dritte Drehelement N3 eingegeben. Daher ist der erste Planetengetriebesatz PG1 in einem Direktkupplungszustand.
Außerdem wird die Drehzahl des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungszahnradpaares TF2 umgewandelt, und wird dann an das fünfte Drehelement N5 als eine umgekehrte Drehzahl eingegeben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine fünfte Ganglinie T5, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine fünfte Schaltlinie SP5. Daher wird D5 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Sechster Vorwärtsgang
Die erste Kupplung C1, die im fünften Vorwärtsgang 5. betrieben wurde, wird freigegeben, und die dritte Kupplung C3 wird im sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben.
Wie in 3E gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 an das dritte Drehelement N3 eingegeben. Außerdem wird die Drehzahl der Antriebswelle IS entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungszahnradpaares TF4 umgewandelt, und wird dann durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das vierte Drehelement N4 eingegeben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine sechste Ganglinie T6, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine sechste Schaltlinie SP6. Daher wird D6 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Siebter Vorwärtsgang
Die dritte Kupplung C3, die im sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird im siebten Vorwärtsgang 7. betrieben.
Wie in 3F gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 an das dritte Drehelement N3 eingegeben. Außerdem wird die Drehzahl der Antriebswelle IS entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungszahnradpaares TF3 umgewandelt, und wird dann durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 an das vierte Drehelement N4 eingegeben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine siebte Ganglinie T7, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine siebte Schaltlinie SP7. Daher wird D7 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Achter Vorwärtsgang
Die zweite Kupplung C2, die im siebten Vorwärtsgang 7. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Bremse B2 wird im achten Vorwärtsgang 8. betrieben.
Wie in 3G gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 an das dritte Drehelement N3 eingegeben, und das vierte Drehelement N4 wird durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 als das feststehende Element betrieben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine achte Ganglinie T8, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine achte Schaltlinie SP8. Daher wird D8 über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Rückwärtsgang
Wie in 2 gezeigt, werden die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 im Rückwärtsgang R betrieben.
Wie in 3H gezeigt, wird die Drehzahl der Antriebswelle IS entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungszahnradpaares TF4 umgewandelt, und wird dann durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das vierte Drehelement N4 eingegeben, und das fünfte Drehelement N5 wird durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als das feststehende Element betrieben.
Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine Rückwärtsganglinie Tr, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden eine Rückwärtsschaltlinie RS. Daher wird R über das sechste Drehelement N6 ausgegeben, welches das Abtriebselement ist.
Wie oben beschrieben, kann der Planetengetriebezug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung durch Kombinieren von zwei Planetengetriebesätzen PG1 und PG2, die Planetengetriebesätze mit Einzelplanetenrädern sind, vier Übertragungszahnradpaaren TF1, TF2, TF3 und TF4, die im Außeneingriff stehende Zahnräder sind, und sechs Reibelementen C1, C2, C3, C4, B1 und B2 acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang erzielen.
Außerdem können aufgrund der leichten Änderung der Übersetzungsverhältnisse durch sowohl die vier Übertragungszahnradpaare, die im Außeneingriff stehende Zahnräder sind, als auch die Planetengetriebesätze optimale Übersetzungsverhältnisse festgelegt werden. Da die Übersetzungsverhältnisse entsprechend der Zielleistung geändert werden können, können die Startleistung, die Leistungsübertragungseffizienz und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden. Daher kann eine Anfahrkupplung anstelle eines Drehmomentwandlers verwendet werden.
Außerdem werden zwei Reibelemente in jedem Schaltgang betrieben, und ein Reibelement wird freigegeben, während ein anderes Reibelement derart betrieben wird, dass in einen benachbarten Schaltgang geschaltet werden kann. Daher wird die Schaltsteuerungsbedingung vollständig erfüllt.
Mit Bezug auf 4 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform in 1, in der die zweite Kupplung C2 zwischen der Antriebswelle IS und dem dritten Übertragungszahnradpaar TF3 angeordnet ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung die zweite Kupplung C2 zwischen dem vierten Drehelement N4 und dem dritten Übertragungszahnradpaar TF3 angeordnet.
Da die Funktionen dieser Ausführungsform mit Ausnahme der Position der zweiten Kupplung C2 wie die der oben beschriebenen Ausführungsform sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
Mit Bezug auf 5 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform in 1, in der die erste Bremse B1 zwischen dem fünften Drehelement N5 und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung die erste Bremse B1 zwischen dem dritten Drehelement N3 und dem Getriebegehäuse angeordnet.
Da die Funktionen dieser Ausführungsform mit Ausnahme der Position der ersten Bremse B1 wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
Mit Bezug auf 6 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform in 1, in welcher der erste Planetengetriebesatz PG1 ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung der ersten Planetengetriebesatz PG1 ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern.
Daher wird das zweite Drehelement N2 von dem ersten Planetenradträger PC1 in das erste Hohlrad R1 geändert, und das dritte Drehelement N3 wird von dem ersten Hohlrad R1 in den ersten Planetenradträger PC1 geändert.
Da die Funktionen dieser Ausführungsform mit Ausnahme des zweiten und des dritten Drehelementes N2 und N3 wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
Durch Kombinieren von zwei Planetengetriebesätzen, die Planetengetriebesätze mit Einzelplanetenrädern sind, vier Übertragungszahnradpaaren und sechs Reibelementen können acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang erzielt werden.
Außerdem kann, da zwei Planetengetriebesätze separat an der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet sind, die parallel in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, die Länge des Planetengetriebezuges reduziert werden, und die Montierbarkeit kann verbessert werden.
Außerdem können aufgrund der Erleichterung der Änderung von Übersetzungsverhältnissen durch sowohl vier im Außeneingriff stehende Zahnräder als auch die Planetengetriebesätze optimale Übersetzungsverhältnisse festgelegt werden. Da die Übersetzungsverhältnisse entsprechend der Zielleistung geändert werden können, können die Startleistung, die Leistungsübertragungseffizienz und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden. Daher kann eine Anfahrkupplung anstelle eines Drehmomentwandlers verwendet werden.
Außerdem werden zwei Reibelemente in jedem Schaltgang betrieben, und ein Reibelement wird freigegeben, während ein anderes Reibelement derart betrieben wird, dass in einen benachbarten Schaltgang geschaltet werden kann. Daher wird die Schaltsteuerungsbedingung vollständig erfüllt.

Claims

Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Antriebswelle (IS), die ein Motordrehmoment aufnimmt; eine Abtriebswelle (OS), die parallel und in einem vorbestimmten Abstand zu der Antriebswelle (IS) angeordnet ist und ein geändertes Drehmoment ausgibt; einen ersten Planetengetriebesatz (PG1), der an der Antriebswelle (IS) angeordnet ist und ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, der ein erstes Sonnenrad (S1), das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, einen ersten Planetenradträger (PC1), der als ein Abtriebselement betrieben wird, und ein erstes Hohlrad (R1) aufweist, das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist; einen zweiten Planetengetriebesatz (PG2), der an der Abtriebswelle (OS) angeordnet ist und ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, der ein zweites Sonnenrad (S2), das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) über zwei Pfade mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen verbunden ist und wahlweise mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, einen zweiten Planetenradträger (PC2), der wahlweise mit der Antriebswelle (IS) und wahlweise mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und ein zweites Hohlrad (R2) aufweist, das mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist und direkt mit der Abtriebswelle (OS) verbunden ist; ein erstes Übertragungszahnradpaar (TF1), das ein erstes Übertragungsantriebsrad (TF1a), das mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist, und ein erstes Übertragungsabtriebsrad (TF1b) aufweist, das mit dem zweiten Hohlrad (R2) verbunden ist; ein zweites Übertragungszahnradpaar (TF2), das ein zweites Übertragungsantriebsrad (TF2a), das mit dem ersten Hohlrad (R1) verbunden ist, und ein zweites Übertragungsabtriebsrad (TF2b) aufweist, das mit dem zweiten Planetenradträger (PC2) verbunden ist; ein drittes Übertragungszahnradpaar (TF3), das ein drittes Übertragungsantriebsrad (TF3a), das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein drittes Übertragungsabtriebsrad (TF3b) aufweist, das mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist; und ein viertes Übertragungszahnradpaar (TF4), das ein viertes Übertragungsantriebsrad (TF4a), das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein viertes Übertragungsabtriebsrad (TF4b) aufweist, das mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist; eine erste Kupplung (C1), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem ersten Sonnenrad (S1) verbindet, eine zweite Kupplung (C2), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet, eine dritte Kupplung (C3), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet, eine vierte Kupplung (C4), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem ersten Hohlrad (R1) verbindet, eine erste Bremse (B1), die wahlweise den zweiten Planetenradträger (PC2) mit dem Getriebegehäuse verbindet, und eine zweite Bremse (B2), die wahlweise das zweite Sonnenrad (S2) mit dem Getriebegehäuse verbindet.
Planetengetriebezug nach Anspruch 1, wobei: die erste Kupplung (C1) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem ersten Sonnenrad (S1) angeordnet ist; die zweite Kupplung (C2) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem dritten Übertragungszahnradpaar (TF3) angeordnet ist; die dritte Kupplung (C3) zwischen dem vierten Übertragungszahnradpaar (TF4) und dem zweiten Sonnenrad (S2) angeordnet ist; die vierte Kupplung (C4) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem ersten Hohlrad (R1) angeordnet ist; die erste Bremse (B1) zwischen dem zweiten Planetenradträger (PC2) und dem Getriebegehäuse angeordnet ist; und die zweite Bremse (B2) zwischen dem zweiten Sonnenrad (S2) und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
Planetengetriebezug nach Anspruch 2, wobei die erste Kupplung (C1) und die erste Bremse (B1) in einem ersten Vorwärtsgang (1.) betrieben werden; die erste Kupplung (C1) und die zweite Bremse (B2) in einem zweiten Vorwärtsgang (2.) betrieben werden; die erste Kupplung (C1) und die zweite Kupplung (C2) in einem dritten Vorwärtsgang (3.) betrieben werden; die erste Kupplung (C1) und die dritte Kupplung (C3) in einem vierten Vorwärtsgang (4.) betrieben werden; die erste Kupplung (C1) und die vierte Kupplung (C4) in einem fünften Vorwärtsgang (5.) betrieben werden; die dritte Kupplung (C3) und die vierte Kupplung (C4) in einem sechsten Vorwärtsgang (6.) betrieben werden; die zweite Kupplung (C2) und die vierte Kupplung (C4) in einem siebten Vorwärtsgang (7.) betrieben werden; die vierte Kupplung (C4) und die zweite Bremse (B2) in einem achten Vorwärtsgang (8.) betrieben werden; und die dritte Kupplung (C3) und die erste Bremse (B1) in einem Rückwärtsgang (R) betrieben werden.
Planetengetriebezug nach Anspruch 1, wobei: die erste Kupplung (C1) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem ersten Sonnenrad (S1) angeordnet ist; die zweite Kupplung (C2) zwischen dem dritten Übertragungszahnradpaar (TF3) und dem zweiten Sonnenrad (S2) angeordnet ist; die dritte Kupplung (C3) zwischen dem vierten Übertragungszahnradpaar (TF4) und dem zweiten Sonnenrad (S2) angeordnet ist; die vierte Kupplung (C4) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem ersten Hohlrad (R1) angeordnet ist; die erste Bremse (B1) zwischen dem zweiten Planetenradträger (PC2) und dem Getriebegehäuse angeordnet ist; und die zweite Bremse (B2) zwischen dem zweiten Sonnenrad (S2) und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
Planetengetriebezug nach Anspruch 1, wobei: die erste Kupplung (C1) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem ersten Sonnenrad (S1) angeordnet ist; die zweite Kupplung (C2) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem dritten Übertragungszahnradpaar (TF3) angeordnet ist; die dritte Kupplung (C3) zwischen dem vierten Übertragungszahnradpaar (TF4) und dem zweiten Sonnenrad (S2) angeordnet ist; die vierte Kupplung (C4) zwischen der Antriebswelle (IS) und dem ersten Hohlrad (R1) angeordnet ist; die erste Bremse (B1) zwischen dem ersten Hohlrad (R1) und dem Getriebegehäuse angeordnet ist; und die zweite Bremse (B2) zwischen dem zweiten Sonnenrad (S2) und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Antriebswelle (IS), die ein Motordrehmoment aufnimmt; eine Abtriebswelle (OS), die parallel und in einem vorbestimmten Abstand zu der Antriebswelle (IS) angeordnet ist und ein geändertes Drehmoment ausgibt; einen ersten Planetengetriebesatz (PG1), der an der Antriebswelle (IS) angeordnet ist und ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern ist, der ein erstes Sonnenrad (S1), das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, einen ersten Planetenradträger (PC1), der wahlweise mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein erstes Hohlrad (R1) aufweist, das als ein Abtriebselement betrieben wird; einen zweiten Planetengetriebesatz (PG2), der an der Abtriebswelle (OS) angeordnet ist und ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, der ein zweites Sonnenrad (S2), das wahlweise mit der Antriebswelle (IS) über zwei Pfade mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen verbunden ist und wahlweise mit einem Getriebegehäuse verbunden ist, einen zweiten Planetenradträger (PC2), der wahlweise mit der Antriebswelle (IS) und wahlweise mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und ein zweites Hohlrad (R2) aufweist, das mit dem ersten Hohlrad (R1) verbunden ist und direkt mit der Abtriebswelle (OS) verbunden ist; ein erstes Übertragungszahnradpaar (TF1), das ein erstes Übertragungsantriebsrad (TF1a), das mit dem ersten Hohlrad (R1) verbunden ist, und ein erstes Übertragungsabtriebsrad (TF1b) aufweist, das mit dem zweiten Hohlrad (R2) verbunden ist; ein zweites Übertragungszahnradpaar (TF2), das ein zweites Übertragungsantriebsrad (TF2a), das mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbunden ist, und ein zweites Übertragungsabtriebsrad (TF2b) aufweist, das mit dem zweiten Planetenradträger (PC2) verbunden ist; ein drittes Übertragungszahnradpaar (TF3), das ein drittes Übertragungsantriebsrad (TF3a), das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein drittes Übertragungsabtriebsrad (TF3b) aufweist, das mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist; und ein viertes Übertragungszahnradpaar (TF4), das ein viertes Übertragungsantriebsrad (TF4a), das mit der Antriebswelle (IS) verbunden ist, und ein viertes Übertragungsabtriebsrad (TF4b) aufweist, das mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbunden ist; eine erste Kupplung (C1), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem ersten Sonnenrad (S1) verbindet, eine zweite Kupplung (C2), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet, eine dritte Kupplung (C3), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem zweiten Sonnenrad (S2) verbindet, eine vierte Kupplung (C4), die wahlweise die Antriebswelle (IS) mit dem ersten Planetenradträger (PC1) verbindet, eine erste Bremse (B1), die wahlweise den zweiten Planetenradträger (PC2) mit dem Getriebegehäuse verbindet, und eine zweite Bremse (B2), die wahlweise das zweite Sonnenrad (S2) mit dem Getriebegehäuse verbindet.