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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 28. November 2012 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0136460 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug, und insbesondere einen Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, der die Montierbarkeit und das Leistungsubertragungsvermögen verbessern kann und den Kraftstoffverbrauch reduzieren kann.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Mit der Erfindung wird ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug geschaffen, bei dem die Montierbarkeit durch Verkürzen seiner Länge verbessert wird und die Anzahl von Bauteilen infolge des Erzielens von acht Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen durch separates Anordnen von zwei Planetengetriebesätzen an einer ersten Welle und einer zweiten Welle, die parallel zueinander angeordnet sind, und Verbinden von Drehelementen der Planetengetriebesätze über eine Mehrzahl von im Außeneingriff stehenden Zahnrädern reduziert wird.
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Außerdem wird mit der Erfindung ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug geschaffen, 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.
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Nach einem Aspekt der Erfindung kann ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug aufweisen: eine erste Welle, die ein Drehmoment eines Motors aufnimmt, eine zweite Welle, die parallel in einem vorbestimmten Abstand zu der ersten Welle angeordnet ist, einen ersten Planetengetriebesatz, der an der ersten Welle angeordnet ist und ein erstes Drehelement, das wahlweise mit der ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, das wahlweise mit der ersten Welle oder einem Getriebegehäuse verbunden ist, und ein drittes Drehelement aufweist, das als ein Abtriebselement betrieben wird, einen zweiten Planetengetriebesatz, der an der zweiten Welle angeordnet ist und ein viertes Drehelement, das über ein erstes im Außeneingriff stehendes Zahnrad wahlweise mit der ersten Welle verbunden ist, über ein zweites im Außeneingriff stehendes Zahnrad mit dem ersten Drehelement verbunden ist und wahlweise mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, ein fünftes Drehelement, das über ein drittes im Außeneingriff stehendes Zahnrad mit dem dritten Drehelement verbunden ist und direkt mit einem Abtriebsrad verbunden ist, und ein sechstes Drehelement aufweist, das über ein viertes im Außeneingriff stehendes Zahnrad wahlweise mit der ersten Welle verbunden ist, vier Übertragungsräder, die das vierte, das fünfte und das sechste Drehelement mit der ersten Welle und dem ersten und dem dritten Drehelement verbinden, und Reibelemente, die Kupplungen, die wahlweise das erste, das zweite, das vierte und das sechste Drehelement mit der ersten Welle verbinden, und Bremsen umfassen, die wahlweise das zweite und das vierte Drehelement mit dem Getriebegehäuse verbinden.
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Der erste Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der ein erstes Sonnenrad, welches das erste Drehelement ist, einen ersten Planetenradträger, der das zweite Drehelement ist, und ein erstes Hohlrad aufweist, welches das dritte Drehelement ist, und der zweite Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der ein zweites Sonnenrad, welches das vierte Drehelement ist, einen zweiten Planetenradträger, der das fünfte Drehelement ist, und ein zweites Hohlrad aufweist, welches das sechste Drehelement ist.
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Die vier Übertragungsräder können umfassen: ein erstes Übertragungsrad, welches das erste Drehelement mit dem vierten Drehelement verbindet, ein zweites Übertragungsrad, welches das dritte Drehelement mit dem fünften Drehelement verbindet, ein drittes Übertragungsrad, das die erste Welle mit dem vierten Drehelement verbindet, und ein viertes Übertragungsrad, das die erste Welle mit dem sechsten Drehelement verbindet.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen dem vierten Übertragungsrad und dem sechsten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen dem dritten Übertragungsrad und dem vierten Drehelement angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem vierten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die erste Kupplung und die erste Bremse können in einem ersten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste Kupplung und die zweite Bremse können in einem zweiten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste Kupplung und die zweite Kupplung können in einem dritten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste Kupplung und die dritte Kupplung können in einem vierten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste Kupplung und die vierte Kupplung können in einem fünften Vorwärtsgang betrieben werden, die dritte Kupplung und die vierte Kupplung können in einem sechsten Vorwärtsgang betrieben werden, die zweite Kupplung und die vierte Kupplung können in einem siebten Vorwärtsgang betrieben werden, die vierte Kupplung und die zweite Bremse können in einem achten Vorwärtsgang betrieben werden, die zweite Kupplung und die erste Bremse können in einem ersten Rückwärtsgang betrieben werden, und die dritte Kupplung und die erste Bremse können in einem zweiten Rückwärtsgang betrieben werden.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem vierten Übertragungsrad angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen dem dritten Übertragungsrad und dem vierten Drehelement angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem vierten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen dem vierten Übertragungsrad und dem sechsten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem dritten Übertragungsrad angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem vierten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen dem vierten Übertragungsrad und dem sechsten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen dem dritten Übertragungsrad und dem vierten Drehelement angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem ersten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Der erste Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern sein, der ein erstes Sonnenrad, welches das erste Drehelement ist, ein erstes Hohlrad, welches das zweite Drehelement ist, und einen ersten Planetenradträger aufweist, der das dritte Drehelement ist, und der zweite Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der ein zweites Sonnenrad, welches das vierte Drehelement ist, einen zweiten Planetenradträger, der das fünfte Drehelement ist, und ein zweites Hohlrad aufweist, welches das sechste Drehelement ist.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug aufweisen: eine erste Welle, die ein Drehmoment eines Motors aufnimmt, eine zweite Welle, die parallel in einem vorbestimmten Abstand zu der ersten Welle angeordnet ist, einen ersten Planetengetriebesatz, der an der ersten Welle angeordnet ist und ein erstes Drehelement, das wahlweise mit der ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, das wahlweise mit der ersten Welle oder einem Getriebegehäuse verbunden ist, und ein drittes Drehelement aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz, der an der zweiten Welle angeordnet ist und ein viertes Drehelement, das wahlweise mit der ersten Welle verbunden ist, mit dem ersten Drehelement verbunden ist und wahlweise mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, ein fünftes Drehelement, das mit dem dritten Drehelement verbunden ist und direkt mit einem Abtriebsrad verbunden ist, und ein sechstes Drehelement aufweist, das wahlweise mit der ersten Welle verbunden ist, ein erstes Übertragungsrad, welches das erste Drehelement mit dem vierten Drehelement verbindet, ein zweites Übertragungsrad, welches das dritte Drehelement mit dem fünften Drehelement verbindet, ein drittes Übertragungsrad, das die erste Welle mit dem vierten Drehelement verbindet, und ein viertes Übertragungsrad, das die erste Welle mit dem sechsten Drehelement verbindet, und Reibelemente, die Kupplungen, die wahlweise das erste, das zweite, das vierte und das sechste Drehelement mit der ersten Welle verbinden, und Bremsen umfassen, die wahlweise das zweite und das vierte Drehelement mit dem Getriebegehäuse verbinden.
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Der erste Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der ein erstes Sonnenrad, welches das erste Drehelement ist, einen ersten Planetenradträger, der das zweite Drehelement ist, und ein erstes Hohlrad aufweist, welches das dritte Drehelement ist, und der zweite Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der ein zweites Sonnenrad, welches das vierte Drehelement ist, einen zweiten Planetenradträger, der das fünfte Drehelement ist, und ein zweites Hohlrad aufweist, welches das sechste Drehelement ist.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen dem vierten Übertragungsrad und dem sechsten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen dem dritten Übertragungsrad und dem vierten Drehelement angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem vierten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem vierten Übertragungsrad angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen dem dritten Übertragungsrad und dem vierten Drehelement angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem vierten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen dem vierten Übertragungsrad und dem sechsten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem dritten Übertragungsrad angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem vierten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die Reibelemente können umfassen: eine erste Kupplung, die zwischen dem vierten Übertragungsrad und dem sechsten Drehelement angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen dem dritten Übertragungsrad und dem vierten Drehelement angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem ersten Drehelement angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die zwischen der ersten Welle und dem zweiten Drehelement angeordnet ist, eine erste Bremse, die zwischen dem zweiten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse, die zwischen dem ersten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Der erste Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern sein, der ein erstes Sonnenrad, welches das erste Drehelement ist, ein erstes Hohlrad, welches das zweite Drehelement ist, und einen ersten Planetenradträger aufweist, der das dritte Drehelement ist, und der zweite Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein, der ein zweites Sonnenrad, welches das vierte Drehelement ist, einen zweiten Planetenradträger, der das fünfte Drehelement ist, und ein zweites Hohlrad aufweist, welches das sechste Drehelement ist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Betriebstabelle von Reibelementen in jedem Schaltgang, die bei dem Planetengetriebezug aus 1 verwendet wird;
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3 ein Hebeldiagramm des Planetengetriebezuges aus 1;
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4 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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5 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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6 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
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7 ein Schema eines Planetengetriebezuges gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit Bezug auf 1 weist ein Planetengetriebezug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen ersten Planetengetriebesatz PG1, der an einer ersten Welle IS1 angeordnet ist, einen zweiten Planetengetriebesatz PG2, der an einer zweiten Welle IS2 angeordnet ist, die parallel zu der ersten Welle IS1 angeordnet ist, vier Übertragungsräder TF1, TF2, TF3 und TG4, und Reibelemente auf, die vier Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und zwei Bremsen B1 und B2 umfassen.
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Daher wird das von der ersten Welle IS1 eingegebene Drehmoment durch das Zusammenwirken des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes PG1 und PG2 in acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge umgewandelt und dann über ein Abtriebsrad OG abgegeben.
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Die erste Welle IS1 ist ein Antriebselement, und das Drehmoment von einer Kurbelwelle des Motors wird über einen Drehmomentwandler geändert und dann an die erste Welle IS1 eingegeben.
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Die zweite Welle IS2 stützt den zweiten Planetengetriebesatz PG2 ohne eine Drehbeeinflussung dazwischen ab.
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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.
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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.
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Zwei Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 sind wahlweise mit der ersten Welle IS1 verbunden, drei Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 sind über ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Übertragungsrad TF1, TF2, TF3 und TF4 mit der ersten Welle IS1 und zwei Drehelementen des ersten Planetengetriebesatzes PG1 verbunden, und irgendein Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 ist direkt mit dem Abtriebsrad OG verbunden.
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Das Abtriebsrad OG treibt über ein Enduntersetzungsgetriebe und eine Differentialvorrichtung eine Antriebswelle mit einem Antriebsrad an.
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Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungsrad 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.
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Das erste Übertragungsrad TF1 verbindet das erste Drehelement N1 mit dem vierten Drehelement N4.
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Das zweite Übertragungsrad TF2 verbindet das dritte Drehelement N3 mit dem fünften Drehelement N5.
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Das dritte Übertragungsrad TF3 verbindet die erste Welle IS1 mit dem vierten Drehelement N4.
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Das vierte Übertragungsrad TF4 verbindet die erste Welle IS1 mit dem sechsten Drehelement N6.
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Daher werden die Drehelemente (einschließlich die erste Welle IS1), die über das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungsrad TF1, TF2, TF3 und TF4 miteinander verbunden sind, entsprechend den Übersetzungsverhältnissen des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Übertragungsrades TF1, TF2, TF3 und TF4 in entgegengesetzten Richtungen zueinander gedreht.
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Außerdem sind die vier Kupplungen C1, C2, C3 und C4, welche die ausgewählten Drehelemente (einschließlich der ersten Welle IS1) wahlweise miteinander verbinden, und die beiden Bremsen B1 und B2, welche die ausgewählten Drehelemente wahlweise mit einem Getriebegehäuse H verbinden, wie folgt angeordnet.
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Die erste Kupplung C1 ist zwischen dem vierten Übertragungsrad TF4 und dem sechsten Drehelement N6 angeordnet.
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Die zweite Kupplung C2 ist zwischen dem dritten Übertragungsrad TF3 und dem vierten Drehelement N4 angeordnet.
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Die dritte Kupplung C3 ist zwischen der ersten Welle IS1 und dem ersten Drehelement N1 angeordnet.
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Die vierte Kupplung C4 ist zwischen der ersten Welle IS1 und dem zweiten Drehelement N2 angeordnet.
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Die erste Bremse B1 ist zwischen dem zweiten Drehelement N2 und dem Getriebegehäuse H angeordnet.
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Die zweite Bremse B2 ist zwischen dem vierten Drehelement N4 und dem Getriebegehäuse H angeordnet.
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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.
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Mit Bezug auf die Betriebstabelle in 2 werden zwei Reibelemente in jedem Schaltgang in dem Planetengetriebezug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung betrieben.
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Die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 werden in einem ersten Vorwärtsgang 1. betrieben.
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Die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 werden in einem zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben.
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Die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 werden in einem dritten Vorwärtsgang 3. betrieben.
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Die erste Kupplung C1 und die dritte Kupplung C3 werden in einem vierten Vorwärtsgang 4. betrieben.
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Die erste Kupplung C1 und die vierte Kupplung C4 werden in einem fünften Vorwärtsgang 5. betrieben.
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Die dritte Kupplung C3 und die vierte Kupplung C4 werden in einem sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben.
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Die zweite Kupplung C2 und die vierte Kupplung C4 werden in einem siebten Vorwärtsgang 7. betrieben.
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Die vierte Kupplung C4 und die zweite Bremse B2 werden in einem achten Vorwärtsgang 8. betrieben.
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Die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 werden in einem ersten Rückwärtsgang REV1 betrieben.
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Die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 werden in einem zweiten Rückwärtsgang REV2 betrieben.
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Mit Bezug auf 3 werden Schaltvorgänge des Planetengetriebezuges gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung anhand der Hebelanalysemethode beschrieben.
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In 3 sind drei vertikale Linien des ersten Planetengetriebesatzes PG1 von links nach rechts als das erste, das zweite und das dritte Drehelement N1, N2 und N3 gesetzt, und drei vertikale Linien des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 sind von links nach rechts als das vierte, das fünfte und das sechste Drehelement N4, N5 und N6 gesetzt.
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Eine mittlere horizontale Linie stellt eine Drehzahl von „0” dar, obere horizontale Linien stellen positive Drehzahlen dar, und untere horizontale Linien stellen negative Drehzahlen dar.
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Außerdem bedeutet „-” in 3, dass die Drehelemente entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Motors gedreht werden, da die erste Welle IS1 und der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 über das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungsrad TF1, TF2, TF3 und TF4 ohne ein Zwischenrad im Außeneingriff stehen.
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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) gesetzt.
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Nachfolgend werden mit Bezug auf die 2 und 3 die Schaltbvorgänge des Planetengetriebezuges gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Erster Vorwärtsgang
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Mit Bezug auf 2 werden die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 im ersten Vorwärtsgang 1. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird eine Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungsrades TF4 umgewandelt und dann durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das sechste Drehelement NG abgegeben, und das zweite Drehelement N2 wird durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als ein feststehendes Element betrieben.
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Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine erste Ganglinie T1, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch das Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine erste Schaltlinie SP1. Daher wird D1 über das fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches ein Abtriebselement ist.
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Zweiter Vorwärtsgang
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Die Bremse B1, die im ersten Vorwärtsgang 1. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Bremse B2 wird im zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 direkt mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungsrades TF4 umgewandelt und dann durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das sechste Drehelement N6 abgegeben, und das vierte Drehelement N4 wird durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 als ein feststehendes Element betrieben.
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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 das zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine zweite Schaltlinie SP2. Daher wird D2 über das fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Dritter Vorwärtsgang
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Die zweite Bremse B2, die im zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird im dritten Vorwärtsgang 3. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungsrades TF4 umgewandelt und dann durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das sechste Drehelement N5 abgegeben. Außerdem wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungsrades TF3 umgewandelt und dann durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 an das vierte Drehelement N4 abgegeben.
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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 fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Vierter Vorwärtsgang
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Die zweite Kupplung C2, die im dritten Vorwärtsgang 3. betrieben wurde, wird freigegeben, und die dritte Kupplung C3 wird im vierten Vorwärtsgang 4. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungsrades TF4 umgewandelt und dann durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das sechste Drehelement N6 abgegeben. Außerdem wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 direkt an das erste Drehelement N1 abgegeben.
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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 fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Fünfter Vorwärtsgang
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Die dritte Kupplung C3, die im vierten Vorwärtsgang 4. betrieben wurde, wird freigegeben, und die vierte Kupplung C4 wird im fünften Vorwärtsgang 5. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des vierten Übertragungsrades TF4 umgewandelt und dann durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 an das sechste Drehelement N6 abgegeben. Außerdem wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 direkt an das zweite Drehelement N2 abgegeben.
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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 fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Sechster Vorwärtsgang
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Die erste Kupplung C1, die im fünften Vorwärtsgang 5. betrieben wurde, wird freigegeben, und die dritte Kupplung C3 wird im sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 direkt an das erste Drehelement N1 abgegeben und durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 direkt an das zweite Drehelement N2 abgegeben.
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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 fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Siebter Vorwärtsgang
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Die dritte Kupplung C3, die im sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird im siebten Vorwärtsgang 7. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungsrades TF3 umgewandelt und dann durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 an das vierte Drehelement N4 abgegeben. Außerdem wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 direkt an das zweite Drehelement N2 abgegeben.
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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 fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Achter Vorwärtsgang
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Die zweite Kupplung C2, die im siebten Vorwärtsgang 7. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Bremse B2 wird im achten Vorwärtsgang 8. betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 direkt an das zweite Drehelement N2 abgegeben, und das vierte Drehelement N4 wird durch den Betrieb der zweiten Bremse B2 als das feststehende Element betrieben.
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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 das zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine achte Schaltlinie SP8. Daher wird D8 über das fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Erster Rückwärtsgang
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Wie in 2 gezeigt, werden die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 im ersten Rückwärtsgang REV1 betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungsrades TF3 umgewandelt und dann durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 an das vierte Drehelement N4 abgegeben. Außerdem wird das zweite Drehelement N2 durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als das feststehende Element betrieben.
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Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine erste Rückwärtsganglinie Tr1, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine erste Rückwärtsschaltlinie RS1. Daher wird REV1 über das fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselemenit ist.
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Zweiter Rückwärtsgang
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Wie in 2 gezeigt, werden die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 im zweiten Rückwärtsgang REV2 betrieben.
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Wie in 3 gezeigt, ist das erste Drehelement N1 über das erste Übertragungsrad TF1 mit dem vierten Drehelement N4 verbunden, und das dritte Drehelement N3 ist über das zweite Übertragungsrad TF2 mit dem fünften Drehelement N5 verbunden.
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In diesem Zustand wird die Drehzahl der ersten Welle IS1 durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 an das erste Drehelement N1 abgegeben, und das zweite Drehelement N2 wird durch den Betrieb der ersten Bremse B1 als das feststehende Element betrieben.
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Daher bilden die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes PG1 eine Rückwärtsganglinie Tr2, und die Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 bilden durch Zusammenwirken des ersten Planetengetriebesatzes PG1 und des zweiten Planetengetriebesatzes PG2 eine zweite Rückwärtsschaltlinie RS2. Daher wird REV2 über das fünfte Drehelement N5 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Wie oben beschrieben, kann der Planetengetriebezug gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durch Kombinieren von zwei Planetengetriebesätzen PG1 und PG2, die Planetengetriebesätze mit Einzelplanetenrädern sind, vier Übertragungsrädern TF1, TF2, TF3 und TF4, die im Außeneingriff stehende Zahnräder sind, und sechs Reibelementen C1, C2, C3, C4, B1 und B2 acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge erzielen.
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Außerdem können aufgrund der leichten Änderung der Übersetzungsverhältnisse durch sowohl die vier Übertragungsräder, die im Außeneingriff stehende Zahnräder sind, als auch die Planetengetriebesätze optimale Übersetzungsverhältnisse gesetzt werden. Da die Übersetzungsverhältnisse entsprechend der Zielleistung geändert werden können, können die Startleistung, die Leistungsübertragungseffezienz und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden. Daher kann eine Anfahrkupplung anstelle eines Drehmomentwandlers verwendet werden.
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Außerdem kann die Rückwärtsgangfunktion durch Erzielen zweier Rückwärtsgänge verbessert werden.
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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.
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Mit Bezug auf 4 ist im Gegensatz zu der ersten beispielhaften Ausführungsform, in der die erste Kupplung C1 zwischen dem vierten Übertragungsrad TF4 und dem sechsten Drehelement N6 angeordnet ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform die erste Kupplung C1 zwischen der ersten Welle IS1 und dem vierten Übertragungsrad TF4 angeordnet.
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Da die Funktionen der zweiten beispielhaften Ausführungsform mit Ausnahme der Position der ersten Kupplung C1 wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
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Mit Bezug auf 5 ist im Gegensatz zu der ersten beispielhaften Ausführungsform, in der die zweite Kupplung C2 zwischen dem dritten Übertragungsrad TF3 und dem vierten Drehelement N4 angeordnet ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform die zweite Kupplung C2 zwischen der ersten Welle IS1 und dem dritten Übertragungsrad TF3 angeordnet.
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Da die Funktionen der dritten beispielhaften Ausführungsform mit Ausnahme der Position der zweiten Kupplung C2 wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
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Mit Bezug auf 6 ist im Gegensatz zu der ersten beispielhaften Ausführungsform, in der die zweite Bremse B2 zwischen dem vierten Drehelement N4 und dem Getriebegehäuse H angeordnet ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform die zweite Bremse B2 zwischen dem ersten Drehelement N1 und dem Getriebegehäuse H angeordnet.
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Da die Funktionen der vierten beispielhaften Ausführungsform mit Ausnahme der Position der zweiten Bremse B2 wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
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Mit Bezug auf 7 ist im Gegensatz zu der ersten beispielhaften Ausführungsform, in welcher der erste Planetengetriebesatz PG1 ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern ist, bei einem Planetengetriebezug gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der erste Planetengetriebesatz PG1 ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern.
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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.
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Da die Funktionen der fünften beispielhaften Ausführungsform mit Ausnahme des zweiten und des dritten Drehelementes N2 und N3 wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform sind, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
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Gemäß der Erfindung stützt die zweite Welle IS2 den zweiten Planetengetriebesatz PG2 ohne eine Drehbeeinflussung dazwischen lediglich ab, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, die zweite Drehwelle IS2 kann durch direktes Verbinden des fünften Drehelements N5, welches das Abtriebselement ist, und des Abtriebsrades OG mit der zweiten Welle IS2 als eine Abtriebswelle verwendet werden.
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Durch Kombinieren von zwei Planetengetriebesätzen, die Planetengetriebesätze mit Einzelplanetenrädern sind, vier Übertragungsrädern und sechs Reibelementen können acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge erzielt werden.
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Außerdem kann, da zwei Planetengetriebesätze separat an der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnet sind, die parallel in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, die Länge des Planetengetriebezuges reduziert werden, und die Montierbarkeit kann verbessert werden.
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Außerdem können aufgrund der Erleichterung der Änderung von Übersetzungsverhältnissen durch sowohl vier im Außeneingriff stehende Zahnräder als auch die Planetengetriebesätze optimale Übersetzungsverhältnisse gesetzt 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.
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Außerdem kann die Rückwärtsgangfunktion durch Erzielen zweier Rückwärtsgänge verbessert werden.
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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.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben”, „unten”, „links”, „rechts” usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0136460 [0001]
