DE102013201684B4

DE102013201684B4 - Ten-speed gearbox

Info

Publication number: DE102013201684B4
Application number: DE102013201684.0A
Authority: DE
Inventors: Edward W. Mellet; James M. Hart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2033-02-02
Also published as: DE102013201684A1

Abstract

Getriebe (10), umfassend:ein Getriebegehäuse (50);ein Eingangselement (12);ein Ausgangselement (22);einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz (14, 16, 18, 20), die jeweils ein Sonnenrad (14A, 16A, 18A, 20A), ein Hohlrad (14C, 16C, 18C, 20C) und einen Planetenradträger (14B, 16B, 18B, 20B) aufweisen, wobei das Eingangselement (12) ständig mit dem Planetenradträger (14B) des ersten Planetenradsatzes (14) verbunden ist und das Ausgangselement (22) ständig mit dem Hohlrad (18C) des dritten Planetenradsatzes (18) und dem Planetenradträger (20B) des vierten Planetenradsatzes (20) verbunden ist; undsieben Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36), von denenein erster (24) selektiv einrückbar ist, um den Planetenradträger (14B) des ersten Planetenradsatzes (14) mit dem Planetenradträger (18B) des dritten Planetenradsatzes (18) zu verbinden,ein zweiter (26) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (14C) des ersten Planetenradsatzes (14) und den Planetenradträger (16B) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Sonnenrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) und dem Sonnenrad (20A) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden,ein dritter (28) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Sonnenrad (18A) des dritten Planetenradsatzes (18) und dem Sonnenrad (20A) des vierten Planetenradsatzes (20) zu verbinden,ein vierter (30) selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad (14A) des ersten Planetenradsatzes (14) und das Sonnenrad (16A) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden,ein fünfter (32) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (14C) des ersten Planetenradsatzes (14) und den Planetenradträger (16B) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden.ein sechster (34) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (16C) des zweiten Planetenradsatzes (16) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden,ein siebter (36) selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad (20C) des vierten Planetenradsatzes (20) mit dem Getriebegehäuse (50) zu verbinden,wobei die sieben Drehmomentübertragungsmechanismen (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) selektiv in Kombinationen von dreien einrückbar sind, um zehn Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zwischen dem Eingangselement (12) und dem Ausgangselement (22) herzustellen.A transmission (10) comprising: a transmission housing (50); an input member (12); an output member (22); first, second, third and fourth planetary gear sets (14, 16, 18, 20) each having a sun gear (14A , 16A, 18A, 20A), a ring gear (14C, 16C, 18C, 20C) and a planetary gear carrier (14B, 16B, 18B, 20B), the input element (12) constantly with the planetary gear carrier (14B) of the first planetary gear set ( 14) is connected and the output element (22) is continuously connected to the ring gear (18C) of the third planetary gear set (18) and the planetary gear carrier (20B) of the fourth planetary gear set (20); and seven torque transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36), a first of which (24) is selectively engageable, to connect the planetary gear carrier (14B) of the first planetary gear set (14) with the planetary gear carrier (18B) of the third planetary gear set ( 18) to connect, a second (26) is selectively engageable to the ring gear (14C) of the first planetary gear set (14) and the planet carrier (16B) of the second planetary gear set (16) with the sun gear (18A) of the third planetary gear set (18) and to connect the sun gear (20A) of the fourth planetary gear set (20), a third (28) is selectively engageable to the ring gear (16C) of the second planetary gear set (16) with the sun gear (18A) of the third planetary gear set (18) and the To connect the sun gear (20A) of the fourth planetary gear set (20), a fourth (30) is selectively engageable to connect the sun gear (14A) of the first planetary gear set (14) and the sun gear (16A) of the second planetary gear set (16) to the transmission housing ( 50) to connect a five fter (32) is selectively engageable in order to connect the ring gear (14C) of the first planetary gear set (14) and the planetary gear carrier (16B) of the second planetary gear set (16) to the transmission housing (50). A sixth (34) is selectively engageable, to connect the ring gear (16C) of the second planetary gear set (16) to the transmission housing (50), a seventh (36) is selectively engageable to connect the ring gear (20C) of the fourth planetary gear set (20) to the transmission housing (50) wherein the seven torque transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) are selectively engageable in combinations of three to establish ten forward speeds and one reverse speed between the input member (12) and the output member (22).

Description

Ein typisches Mehrganggetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.A typical multi-speed transmission uses a combination of friction clutches, planetary gear assemblies, and fixed links to achieve a variety of gear ratios. The number and physical arrangement of the planetary gear sets are generally dictated by the installation space, the costs and the desired speed ratios or gears.

Die JP 2006 - 266 389 A offenbart Zehnganggetriebe, die auch drei Rückwärtsgänge aufweise, die über vier Planentenradsätze und sieben Drehmomentübertragungseinrichtungen erzielt werden, wobei zwei der Drehmomentübertragungseinrichtungen Bremsen sind.the JP 2006 - 266 389 A discloses ten speed transmissions also having three reverse speeds achieved through four planetary gear sets and seven torque transmitting devices, two of the torque transmitting devices being brakes.

Aus der DE 101 15 983 A1 sind Zehnganggetriebe mit drei Planentenradsätzen und sieben Drehmomentübertragungseinrichtungen, von denen drei Bremsen und vier Kupplungen sind.From the DE 101 15 983 A1 are ten-speed transmissions with three planetary gear sets and seven torque transmission devices, three of which are brakes and four are clutches.

Die DE 101 15 995 A1 offenbart in 4A ein Elfganggetriebe mit vier Planentenradsätzen und sieben Drehmomentübertragungseinrichtungen, von denen vier Bremsen und drei Kupplungen sind. Das Getriebe weist keine ständige Verbindung des Eingangselements mit einem der Elemente des Planetenradsätze auf. Es gibt eine ständige Verbindung von drei Elementen der drei Planetenradsätzen. Diese verbundenen Elemente sind nicht über eine Drehmomentübertragungseinrichtung am Getriebegehäuse festlegbar oder mit einem weiteren Element der Planetenradsätze kuppelbar,the DE 101 15 995 A1 disclosed in 4A an eleven-speed gearbox with four planetary gear sets and seven torque transmission devices, four of which are brakes and three are clutches. The transmission does not have a permanent connection between the input element and one of the elements of the planetary gear set. There is a constant connection between three elements of the three planetary gear sets. These connected elements cannot be fixed to the transmission housing via a torque transmission device or can be coupled to another element of the planetary gear sets,

Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf für neue und verbesserte Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant.While current transmissions serve their intended purpose, there is a need for new and improved transmission configurations that exhibit improved performance, particularly from the standpoints of efficiency, responsiveness and smoothness, as well as improved package space, primarily reduced size and weight , essentially constant.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes, kostengünstiges und kompaktes Mehrganggetriebe zur Verfügung zu stellen, mit dem zehn Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang erzielt werden.It is the object of the invention to provide an improved, inexpensive and compact multi-speed transmission with which ten forward gears and one reverse gear can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrganggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a multi-speed transmission with the features of claim 1.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:

1 ist ein Hebeldiagramm eines Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung des Zehnganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
3 ist eine Schalttabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmomentübertragungselemente in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 1 und 2 veranschaulichten Getriebe darstellt;

The invention is described below by way of example with reference to the drawings:

1 Figure 3 is a lever diagram of a ten speed transmission in accordance with the present invention;
2 Fig. 3 is a schematic representation of the ten speed transmission according to the present invention; and
3 is a shift table showing the state of engagement of the various torque transmitting elements in each of the available forward and reverse speeds or gear ratios of the 1 and 2 represents illustrated transmission;

Zu Beginn ist festzustellen, dass das Mehrgang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweist. Zum Beispiel ist eine erste Komponente oder ein erstes Element eines ersten Planetenradsatzes permanent mit einer ersten Komponente oder einem ersten Element eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine erste Komponente oder ein erstes Element des dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einer ersten Komponente oder einem ersten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt. Eine dritte Komponente oder ein drittes Element des dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einer zweiten Komponente oder einem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.To begin with, it should be noted that the multi-speed automatic transmission of the present invention includes an arrangement of permanent mechanical connections between the elements of the four planetary gear sets. For example, a first component or a first element of a first planetary gear set is permanently coupled to a first component or a first element of a second planetary gear set. A third component or a third element of the first planetary gear set is permanently coupled to a second component or a second element of the second planetary gear set. A first component or a first element of the third planetary gear set is permanently coupled to a first component or a first element of the fourth planetary gear set. A third component or a third element of the third planetary gear set is permanently coupled to a second component or a second element of the fourth planetary gear set.

In 1 ist das erfindungsgemäße Zehnganggetriebe 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Komponenten 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. In manchen Fällen können zwei Hebel zu einem einzigen Hebel, der mehr als drei Knoten (typischerweise vier Knoten) aufweist, kombiniert sein. Wenn zum Beispiel zwei Knoten an zwei unterschiedlichen Hebeln durch eine feste Verbindung verbunden sind, können sie als ein einziger Knoten an einem einzigen Hebel dargestellt werden. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis jedes entsprechenden 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 den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt.In 1 is the ten-speed transmission according to the invention 10 illustrated in a lever diagram format. A lever diagram is a schematic representation of the components of a mechanical device, such as an automatic transmission. Each individual lever represents a planetary gear set, whereby the three basic mechanical components of the planetary gear are each represented by a node. Therefore, a single lever contains three nodes: one for the sun gear, one for the planet carrier, and one for the ring gear. In some cases, two levers can be combined into a single lever that has more than three nodes (typically four nodes). For example, if two nodes on two different levers are rigidly connected, they can be represented as a single node on a single lever. The relative length between the nodes of each lever can be used to represent the ring gear / sun gear ratio of each corresponding gear set. These lever ratios are in turn used to change the gear ratios of the transmission in order to achieve suitable ratios and a suitable ratio progression. Mechanical coupling devices or Connections between the nodes of the various planetary gear sets are illustrated by thin, horizontal lines, and torque-transmitting devices such as clutches and brakes are shown as interlocking fingers.

Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14, einen zweiten Planetenradsatz 16, einen dritten Planetenradsatz 18 und einen vierten Planetenradsatz 20 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22. In dem Hebeldiagramm von 1 sind die Hebel für den ersten Planetenradsatz 14 und den zweiten Planetenradsatz 16 zu einem einzigen Vierknotenhebel kombiniert worden, der aufweist: einen ersten Knoten 14A, 16A, einen zweiten Knoten 14B, einen dritten Knoten 14C, 16B und einen vierten Knoten 16C. Somit ist das erste Element 14A des ersten Planetenradsatzes 14 direkt mit dem ersten Element 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt, und das dritte Element 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist direkt mit dem zweiten Element 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Die Hebel für den dritten Planetenradsatz 18 und den vierten Planetenradsatz 20 sind auch zu einem einzigen Vierknotenhebel kombiniert worden, der aufweist: einen ersten Knoten 18A, 20A, einen zweiten Knoten 18B, einen dritten Knoten 18C, 20B und einen vierten Knoten 20C.The gear 10 includes an input shaft or element 12th , a first planetary gear set 14th , a second planetary gear set 16 , a third planetary gear set 18th and a fourth planetary gear set 20th and an output shaft or member 22nd . In the leverage diagram of 1 are the levers for the first planetary gear set 14th and the second planetary gear set 16 been combined into a single four-knot lever comprising: a first knot 14A , 16A , a second knot 14B , a third knot 14C , 16B and a fourth knot 16C . Thus is the first element 14A of the first planetary gear set 14th directly with the first element 16A of the second planetary gear set 16 coupled, and the third element 14C of the first planetary gear set 14th is right with the second element 16B of the second planetary gear set 16 coupled. The levers for the third planetary gear set 18th and the fourth planetary gear set 20th have also been combined into a single four-knot lever that includes: a first knot 18A , 20A , a second knot 18B , a third knot 18C , 20B and a fourth knot 20C .

Das Eingangselement 12 ist ständig mit dem zweiten Knoten 14C der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem dritten Knoten 18C, 20B der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20 gekoppelt.The input element 12th is constantly with the second knot 14C the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 coupled. The starting element 22nd is with the third knot 18C , 20B the combined lever of the third and fourth planetary gear set 18th , 20th coupled.

Eine erste Kupplung 24 verbindet den zweiten Knoten 14B der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem zweiten Knoten 18B der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20. Eine zweite Kupplung 26 verbindet den dritten Knoten 14C, 16B der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem ersten Knoten 18A, 20A der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20. Eine dritte Kupplung 28 verbindet den vierten Knoten 16C der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem ersten Knoten 18A, 20A der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20. Eine erste Bremse 30 verbindet den ersten Knoten 14A, 16A der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit einem Getriebegehäuse 50. Eine zweite Bremse 32 verbindet den dritten Knoten 14C, 16B der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit Getriebegehäuse 50. Eine dritte Bremse 34 verbindet den vierten Knoten 16C der kombinierten Hebel des ersten und zweiten Planetenradsatzes 14, 16 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50. Eine vierte Bremse 36 verbindet den vierten Knoten 20C der kombinierten Hebel des dritten und vierten Planetenradsatzes 18, 20 selektiv mit dem Getriebegehäuse 50.A first clutch 24 connects the second node 14B the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 selectively with the second node 18B the combined lever of the third and fourth planetary gear set 18th , 20th . A second clutch 26th connects the third node 14C , 16B the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 selectively with the first node 18A , 20A the combined lever of the third and fourth planetary gear set 18th , 20th . A third clutch 28 connects the fourth node 16C the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 selectively with the first node 18A , 20A the combined lever of the third and fourth planetary gear set 18th , 20th . A first brake 30th connects the first node 14A , 16A the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 selectively with a gearbox 50 . A second brake 32 connects the third node 14C , 16B the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 selective with gear housing 50 . A third brake 34 connects the fourth node 16C the combined lever of the first and second planetary gear set 14th , 16 selectively with the gearbox 50 . A fourth brake 36 connects the fourth node 20C the combined lever of the third and fourth planetary gear set 18th , 20th selectively with the gearbox 50 .

2 stellt ein Prinzipdiagramm des Zehnganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Komponenten von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen. 2 represents a principle diagram of the ten-speed transmission 10 according to the present invention. In 2 the numbering is taken from the leverage diagram of 1 accepted. The clutches and coupling devices are shown accordingly, whereas the nodes of the planetary gear sets now appear as components of planetary gear sets, such as sun gears, ring gears, planet gears and planet gear carriers.

Der Planetenradsatz 14 umfasst ein Sonnenrad 14A, ein Hohlrad 14C und einen Planetenradträger 14B, der einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 verbunden. Das Hohlrad 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 und einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Der Planetenradträger 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit der Eingangswelle oder dem Eingangselement 12 verbunden. Die Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 14A als auch dem Hohlrad 14C zu kämmen.The planetary gear set 14th includes a sun gear 14A , a ring gear 14C and a planet carrier 14B holding a set of planetary gears 14D (only one of which is shown) rotatably mounted. The sun gear 14A is for common rotation with a first shaft or a first connecting element 42 connected. The ring gear 14C is for common rotation with a second shaft or a second connecting element 44 and a third shaft or connecting element 46 connected. The planet carrier 14B is for common rotation with the input shaft or element 12th connected. The planet gears 14D are each configured to work with both the sun gear 14A as well as the ring gear 14C to comb.

Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenrad 16A, ein Hohlrad 16C und einen Planetenradträger 16B, der einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 42 und einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Hohlrad 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 52 verbunden. Der Planetenradträger 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit der dritten Welle oder dem dritten Verbindungselement 46 und einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 54 verbunden. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 16A als auch dem Hohlrad 16C zu kämmen.The planetary gear set 16 includes a sun gear 16A , a ring gear 16C and a planet carrier 16B holding a set of planetary gears 16D (only one of which is shown) rotatably mounted. The sun gear 16A is for common rotation with the first shaft or the first connecting element 42 and a fourth shaft or connector 48 connected. The ring gear 16C is for common rotation with a fifth shaft or a fifth connecting element 52 connected. The planet carrier 16B is for common rotation with the third shaft or the third connecting element 46 and a sixth shaft or a sixth connecting element 54 connected. The planet gears 16D are each configured to work with both the sun gear 16A as well as the ring gear 16C to comb.

Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenrad 18A, ein Hohlrad 18C und einen Planetenradträger 18B, der einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 56 verbunden. Das Hohlrad 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer achten Welle oder einem achten Verbindungselement 58 und mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden. Der Planetenradträger 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer neunten Welle oder einem neunten Verbindungselement 60 verbunden. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 18A als auch dem Hohlrad 18C zu kämmen.The planetary gear set 18th includes a sun gear 18A , a ring gear 18C and a planet carrier 18B holding a set of planetary gears 18D (only one of which is shown) rotatably mounted. The sun gear 18A is for common rotation with a seventh shaft or a seventh connecting element 56 connected. The ring gear 18C is for common rotation with an eighth shaft or an eighth connecting element 58 and with the output shaft or the output member 22nd connected. The planet carrier 18B is for common rotation with a ninth shaft or a ninth connecting element 60 connected. The planet gears 18D are each configured to work with both the sun gear 18A as well as the ring gear 18C to comb.

Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 20A, ein Hohlrad 20C und einen Planetenradträger 20B, der einen Satz Planetenräder 20D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenrad 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit der siebten Welle oder dem siebten Verbindungselement 56 und mit einer zehnten Welle oder einem zehnten Verbindungselement 62 verbunden. Das Hohlrad 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer elften Welle oder einem elften Verbindungselement 64 verbunden. Der Planetenradträger 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit der achten Welle oder dem achten Verbindungselement 58 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenrad 20A als auch dem Hohlrad 20C zu kämmen.The planetary gear set 20th includes a sun gear 20A , a ring gear 20C and a planet carrier 20B holding a set of planetary gears 20D (only one of which is shown) rotatably mounted. The sun gear 20A is for common rotation with the seventh shaft or the seventh connecting element 56 and with a tenth shaft or a tenth connecting element 62 connected. The ring gear 20C is for common rotation with an eleventh shaft or an eleventh connecting element 64 connected. The planet carrier 20B is for common rotation with the eighth shaft or the eighth connecting element 58 connected. The planet gears 20D are each configured to work with both the sun gear 20A as well as the ring gear 20C to comb.

Die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) oder mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers (nicht gezeigt) verbunden. Die Ausgangswelle oder das Ausgangselement 22 ist ständig mit der Achsantriebseinheit oder dem Verteilergetriebe (nicht gezeigt) verbunden.The input shaft or element 12th is continuously connected to an engine (not shown) or to a turbine wheel of a torque converter (not shown). The output shaft or element 22nd is continuously connected to the final drive unit or transfer case (not shown).

Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 24, 26, 28 und Bremsen 30, 32, 34 und 36 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Zum Beispiel ist die erste Kupplung 24 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der neunten Welle oder dem neunten Verbindungselement 60 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist selektiv einrückbar, um die zweite Welle oder das zweite Verbindungselement 44 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 62 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 62 zu verbinden. Die erste Bremse 30 ist selektiv einrückbar, um die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 48 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 48 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. The torque transmitting mechanisms or clutches 24 , 26th , 28 and brakes 30th , 32 , 34 and 36 ensure a selective connection of the shafts or connecting elements, the elements of the planetary gear sets and the housing. For example is the first clutch 24 selectively engageable about the input shaft or member 12th with the ninth shaft or the ninth connecting element 60 connect to. The second clutch 26th is selectively engageable about the second shaft or the second connector 44 with the tenth shaft or the tenth connecting element 62 connect to. The third clutch 28 is selectively engageable about the fifth shaft or the fifth connecting element 52 with the tenth shaft or the tenth connecting element 62 connect to. The first brake 30th is selectively engageable about the fourth shaft or the fourth connecting element 48 with the gearbox 50 to connect and thus a rotation of the element 48 relative to the gearbox 50 to restrict.

Die zweite Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 54 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die dritte Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 52 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die vierte Bremse 36 ist selektiv einrückbar, um die elfte Welle oder das elfte Verbindungselement 64 mit dem Getriebegehäuse 50 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 64 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken.The second brake 32 is selectively engageable about the sixth shaft or the sixth connecting element 54 with the gearbox 50 to connect and thus a rotation of the element 54 relative to the gearbox 50 to restrict. The third brake 34 is selectively engageable about the fifth shaft or the fifth connecting element 52 with the gearbox 50 to connect and thus a rotation of the element 52 relative to the gearbox 50 to restrict. The fourth brake 36 is selectively engageable to the eleventh shaft or the eleventh connector 64 with the gearbox 50 to connect and thus a rotation of the element 64 relative to the gearbox 50 to restrict.

Nun wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 die Arbeitsweise des Zehnganggetriebes 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 zehn Vorwärtsgängen oder Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsgang oder Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen. Jeder Vorwärts- und Rückwärtsgang oder jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch Einrückung von dreien der Drehmomentübertragungsmechanismen (d.h. erste Kupplung 24, zweite Kupplung 26, dritte Kupplung 28, erste Bremse 30, zweite Bremse 32, dritte Bremse 34 und vierte Bremse 36) erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Schalttabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Drehmomentübertragungsmechanismen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Ein „X“ in dem Kasten bedeutet, dass die besondere Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Getriebes 10 anzupassen. Natürlich sind andere Übersetzungsverhältnisse abhängig von dem gewählten Zahnraddurchmesser, der gewählten Zahnradzähnezahl und der gewählten Zahnradkonfiguration erreichbar.Referring now to FIG 2 and 3 the way the ten-speed transmission works 10 described. It should be noted that the transmission 10 is able to take torque from the input shaft or the input element 12th on the output shaft or the output element 22nd to be transmitted in ten forward gears or forward torque ratios and one reverse gear or reverse torque ratio. Each forward and reverse gear or ratio of forward and reverse torque is achieved by engaging three of the torque-transmitting mechanisms (ie, first clutch 24 , second clutch 26th , third clutch 28 , first brake 30th , second brake 32 , third brake 34 and fourth brake 36 ) as explained below. 3 FIG. 13 is a shift table showing the various combinations of torque-transmitting mechanisms that are activated or engaged to achieve the various gear states. An "X" in the box means that the particular clutch or brake is engaged to achieve the desired gear condition. Actual numerical gear ratios of the various gear states are also shown, although it should be noted that these numerical values are only exemplary and that they can be set over considerable ranges in order to accommodate various applications and operating criteria of the transmission 10 adapt. Of course, other gear ratios are achievable depending on the selected gear diameter, the selected number of gear teeth and the selected gear configuration.

Um zum Beispiel einen Rückwärtsgang herzustellen, werden die dritte Kupplung 28, die zweite Bremse 32 und die vierte Bremse 36 eingerückt oder aktiviert. Die dritte Kupplung 28 verbindet die fünfte Welle oder das fünfte Verbindungselement 52 mit der zehnten Welle oder dem zehnten Verbindungselement 62. Die zweite Bremse 32 verbindet die sechste Welle oder das sechste Verbindungselement 54 mit dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 54 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Die vierte Bremse 36 verbindet die elfte Welle oder das elfte Verbindungselement 64 mit dem Getriebegehäuse 50, um eine Rotation des Elements 64 relativ zu dem Getriebegehäuse 50 einzuschränken. Gleichermaßen werden die zehn Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.For example, to establish a reverse gear, the third clutch 28 , the second brake 32 and the fourth brake 36 indented or activated. The third clutch 28 connects the fifth shaft or the fifth connecting element 52 with the tenth shaft or the tenth connecting element 62 . The second brake 32 connects the sixth shaft or the sixth connecting element 54 with the gearbox 50 to make a rotation of the element 54 relative to the gearbox 50 to restrict. The fourth brake 36 connects the eleventh shaft or the eleventh connector 64 with the gearbox 50 to make a rotation of the element 64 relative to the gearbox 50 to restrict. Likewise, the ten forward gears are achieved through different combinations of clutch and brake engagement, as shown in FIG 3 is shown.

Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände des Zehnganggetriebes 10 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d.h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung eingerückt oder aktiviert bleiben wird.It should be noted that the above explanation of the mode of operation and the gear states of the ten-speed transmission 10 First of all, it is based on the assumption that all clutches not specifically mentioned in a given gear state are inactive or disengaged, and secondly during gear shifting processes, i.e. changing the gear state between at least adjacent gear states, a clutch that is engaged or activated in both gear states will remain engaged or activated.

Claims

A transmission (10) comprising: a gear housing (50); an input element (12); an output element (22); a first, second, third and fourth planetary gear set (14, 16, 18, 20) each having a sun gear (14A, 16A, 18A, 20A), a ring gear (14C, 16C, 18C, 20C) and a planet gear carrier (14B, 16B, 18B, 20B), wherein the input element (12) is constantly connected to the planet carrier (14B) of the first planetary gear set (14) and the output element (22) is constantly connected to the ring gear (18C) of the third planetary gear set (18) and the Planet carrier (20B) of the fourth planetary gear set (20) is connected; and seven torque transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) of which a first (24) is selectively engageable to connect the planetary gear carrier (14B) of the first planetary gear set (14) to the planetary gear carrier (18B) of the third planetary gear set (18), a second (26) is selectively engageable to the ring gear (14C) of the first planetary gear set (14) and the planetary gear carrier (16B) of the second planetary gear set (16) with the sun gear (18A) of the third planetary gear set (18) and the sun gear (20A ) to connect the fourth planetary gear set (20), a third (28) is selectively engageable to connect the ring gear (16C) of the second planetary gear set (16) with the sun gear (18A) of the third planetary gear set (18) and the sun gear (20A) of the fourth planetary gear set (20), a fourth (30) is selectively engageable to connect the sun gear (14A) of the first planetary gear set (14) and the sun gear (16A) of the second planetary gear set (16) to the transmission housing (50), a fifth (32) is selectively engageable to connect the ring gear (14C) of the first planetary gear set (14) and the planetary gear carrier (16B) of the second planetary gear set (16) to the transmission housing (50). a sixth (34) is selectively engageable to connect the ring gear (16C) of the second planetary gear set (16) to the transmission housing (50), a seventh (36) is selectively engageable to connect the ring gear (20C) of the fourth planetary gear set (20) to the transmission housing (50), wherein the seven torque transmitting mechanisms (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) are selectively engageable in combinations of three to establish ten forward speeds and one reverse speed between the input member (12) and the output member (22).