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GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrganggetriebe, das eine Mehrzahl von Planetenradsätzen und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Getriebe, das zehn Gänge, vier Planetenradsätze und einen oder eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen mit Arretiermechanismen aufweist, um einen automatischen Start/Stopp einer Kraftmaschine zu ermöglichen.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
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Ein typisches Automatikgetriebe umfasst ein hydraulisches Steuerungssystem, das, neben anderen Funktionen, angewandt wird, um eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen zu betätigen und Schmierung und Kühlung für die Komponenten des Getriebes vorzusehen. Das herkömmliche hydraulische Steuerungssystem umfasst in der Regel eine Hauptpumpe, die ein Druckfluid, wie etwa Automatikgetriebeöl, an eine Mehrzahl von Ventilen und Magnetventilen in einem Ventilkörper liefert. Die Hauptpumpe wird durch die Kraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben. Die Ventile und Magnetventile sind betreibbar, um das Hydraulikdruckfluid durch einen Hydraulikfluidkreis zu den Komponenten des Getriebes zu lenken. Das Hydraulikdruckfluid, das an die Drehmomentübertragungseinrichtungen abgegeben wird, wird zum Beispiel dazu verwendet, die Einrichtungen einzurücken oder auszurücken, um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zu erhalten.
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Um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit von Kraftfahrzeugen zu erhöhen, ist es wünschenswert, die Kraftmaschine unter bestimmten Umständen, wie etwa wenn an einer roten Ampel gestoppt wird oder im Leerlauf, zu stoppen. Jedoch während dieses automatischen Stopps wird die Pumpe nicht mehr durch die Kraftmaschine angetrieben. Dementsprechend sinkt der Hydraulikfluiddruck in dem hydraulischen Steuerungssystem. Dies führt dazu, dass Kupplungen und/oder Bremsen innerhalb des Getriebes vollständig ausgerückt werden. Wenn die Kraftmaschine wieder startet, können diese Kupplungen und/oder Bremsen Zeit brauchen, um wieder vollständig einzurücken, wodurch Schlupf und Verzögerung zwischen dem Eingriff des Gaspedals oder dem Lösen der Bremse und der Bewegung des Kraftfahrzeugs erzeugt werden. Daher besteht in der Technik Bedarf für ein Automatikgetriebe, das für Stopp-Start-Ereignisse einer Kraftmaschine befähigt ist, so dass das automatische Start/Stopp-Ereignis nicht das Leistungsvermögen des Getriebes beeinträchtigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Eingangselement, ein Ausgangselement, vier Planetenradsätze, eine Mehrzahl von Kopplungselementen und eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind zum Beispiel Kupplungen und Bremsen. Das Getriebe umfasst eine Freigabeeinrichtung eines automatischen Start/Stopps der Kraftmaschine.
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Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein Eingangselement, ein Ausgangselement, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv einrückbar sind, um eines der ersten, zweiten und dritten Elemente mit zumindest einem anderen der ersten Elemente, der zweiten Elemente, der dritten Elemente und einem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zumindest vieren einrückbar, um zumindest zehn Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und zumindest ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herzustellen. Ein erster Arretiermechanismus ist mit einem dritten der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen verbunden, wobei der erste Arretiermechanismus den dritten Drehmomentübertragungsmechanismus in einem Bereitschaftszustand arretiert. Der Bereitschaftszustand bezieht sich auf verschiedene Zustände oder Bedingungen der Kupplung, die einen gefüllten Zustand, in welchem Öl in die Kreise eingespeist wird, die die Kupplung betätigen, einen vorgesteuerten Zustand, in welchem die Kupplung in die Nähe voller Einrückung bewegt worden ist, und einen eingerückten Zustand, in welchem die Kupplung vollständig eingerückt und bereit ist, Drehmoment zu übertragen, oder irgendeinen anderen Zustand dazwischen umfassen können. Ein zweiter Arretiermechanismus ist mit einem fünften der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen verbunden, wobei der zweite Arretiermechanismus den fünften Drehmomentübertragungsmechanismus in dem Bereitschaftszustand arretiert. Ein dritter Arretiermechanismus ist mit einem sechsten der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen verbunden, wobei der dritte Arretiermechanismus den sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus in dem Bereitschaftszustand arretiert. Einer, zwei oder alle von dem dritten, fünften und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus befinden sich während eines ersten Vorwärtsgangs in dem Bereitschaftszustand.
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In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung befinden sich der dritte, fünfte und sechste Drehmomentübertragungsmechanismus während eines Rückwärtsgangs in dem Bereitschaftszustand.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung arretiert der erste Arretiermechanismus die dritte Drehmomentübertragungseinrichtung während eines Starts des Kraftfahrzeugs nach einem automatischen Stopp-Ereignis der Kraftmaschine oder in Vorbereitung auf einen Stopp des Kraftfahrzeugs, der zweite Arretiermechanismus arretiert die fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung während des automatischen Starts des Kraftfahrzeugs nach dem automatischen Stopp-Ereignis der Kraftmaschine oder in Vorbereitung auf einen Stopp des Kraftfahrzeugs, und der dritte Arretiermechanismus arretiert die sechste Drehmomentübertragungseinrichtung während des Starts der Kraftfahrzeug nach dem automatischen Stopp-Ereignis der Kraftmaschine oder in Vorbereitung auf einen Stopp des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung sind der erste, zweite und dritte Arretiermechanismus hydraulische Arretiermechanismen.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung sind der erste, zweite und dritte Arretiermechanismus mechanische Arretiermechanismen, die jeweils mechanisch mit einem des dritten, fünften und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus gekoppelt sind.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet, ein drittes Verbindungselement, das das erste Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet, und ein viertes Verbindungselement, das das dritte Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das Eingangselement und das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes und dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit einem frei drehbaren Element zu verbinden.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der dritte der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des dritten Planetenradsatzes mit dem frei drehbaren Element zu verbinden.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes mit dem frei drehbaren Element zu verbinden.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der fünfte der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der sechste der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv einrückbar, um das dritte Element des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes Sonnenräder, die zweiten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes sind Trägerelemente, und die dritten Elemente des ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatzes sind Hohlräder.
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Gemäß einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Eingangselement ständig mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wobei das Ausgangselement ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
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Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich werden, in denen ähnliche Bezugszeichen auf die/das gleiche Komponente, Bauteil oder Merkmal verweisen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist ein Hebeldiagramm eines Zehnganggetriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Zehnganggetriebes gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmoment übertragenden Bauteile in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse der in den 1 und 2 veranschaulichten Getriebe darstellt; und
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4 ist ein Blockdiagramm des Getriebes mit einer Freigabeeinrichtung eines Start/Stopps der Kraftmaschine.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht begrenzen.
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Nun unter Bezugnahme auf
1 ist eine Ausführungsform eines Zehnganggetriebes
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. Deshalb 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 (in der Regel vier Knoten) aufweist, kombiniert sein. Wenn zum Beispiel zwei Knoten an zwei unterschiedlichen Hebeln durch eine feste Verbindung miteinander 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 Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in
SAE Paper 810102 "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Benford und Leising zu finden, die hiermit durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle oder ein Eingangselement 12, einen ersten Planetenradsatz 14, einen zweiten Planetenradsatz 16, einen dritten Planetenradsatz 18 und einen vierten Planetenradsatz 20 und eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement 22. Der erste Planetenradsatz 14 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 14A, einen zweiten Knoten 14B und einen dritten Knoten 14C. Der zweite Planetenradsatz 16 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 16A, einen zweiten Knoten 16B und einen dritten Knoten 16C. Der dritte Planetenradsatz 18 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 18A, einen zweiten Knoten 18B und einen dritten Knoten 18C. Der vierte Planetenradsatz 20 weist drei Knoten auf: einen ersten Knoten 20A, einen zweiten Knoten 20B und einen dritten Knoten 20C.
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Das Eingangselement 12 ist ständig mit dem zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Das Ausgangselement 22 ist mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der zweite Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Der dritte Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der dritte Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 ist mit dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
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Eine erste Kupplung 24 verbindet den zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 und das Eingangselement oder die Eingangswelle 12 selektiv mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes und dem ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20. Eine zweite Kupplung 26 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 und den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit einem rotierenden Element 27. Das rotierende Element 27 ist zur Rotation in dem Getriebe 10 gelagert. Eine dritte Kupplung 28 verbindet den zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem rotierenden Element 27. Eine vierte Kupplung 30 verbindet das rotierende Element 27 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes und dem zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14. Eine erste Bremse 32 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 und den ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit einem feststehenden Element oder Getriebegehäuse 40. Eine zweite Bremse 34 verbindet den dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit einem anderen feststehenden Element oder dem Getriebegehäuse 40.
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Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout einer Ausführungsform 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. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die vier Planetenradsätze 14, 16, 18 und 20 einfache Planetenradsätze, wie es nachstehend beschrieben wird. Jedoch zieht die vorliegende Erfindung andere Ausführungsformen in Betracht, die die einfachen Planetenradsätze durch alle oder eine Kombination aus zusammengesetzten Planetenradsätzen ersetzen, die zwei oder mehr Sätze von Planetenritzeln aufweisen, die durch ein einziges Trägerelement gelagert sind.
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Zum Beispiel umfasst der Planetenradsatz 14 ein Sonnenradelement 14A, ein Hohlradelement 14C und ein Planetenradträgerelement 14B, das einen Satz Planetenräder 14D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 14A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 42 und einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Hohlradelement 14C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 46 verbunden. Das Planetenträgerelement 14B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Die Planetenräder 14D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 14A als auch dem Hohlradelement 14C zu kämmen.
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Der Planetenradsatz 16 umfasst ein Sonnenradelement 16A, ein Hohlradelement 16C und ein Planetenradträgerelement 16B, das einen Satz Planetenräder 16D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 16A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Verbindungselement 44 verbunden. Das Hohlradelement 16C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer fünften Welle oder einem fünften Verbindungselement 50 verbunden. Das Planetenträgerelement 16B ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 12 verbunden. Die Planetenräder 16D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 16A als auch dem Hohlradelement 16C zu kämmen.
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Der Planetenradsatz 18 umfasst ein Sonnenradelement 18A, ein Hohlradelement 18C und ein Planetenradträgerelement 18B, das einen Satz Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 18A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem fünften Verbindungselement 50 verbunden. Das Hohlradelement 18C ist zur gemeinsamen Rotation mit einer sechsten Welle oder einem sechsten Verbindungselement 52 verbunden. Das Planetenträgerelement 18B ist zur gemeinsamen Rotation mit einer siebten Welle oder einem siebten Verbindungselement 54 verbunden. Die Planetenräder 18D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 18A als auch dem Hohlradelement 18C zu kämmen.
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Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 20A, ein Hohlradelement 20C und ein Planetenradträgerelement 20B, das den Satz gestufter Planetenräder 18D (von denen nur eines gezeigt ist) drehbar lagert. Das Sonnenradelement 20A ist zur gemeinsamen Rotation mit dem siebten Verbindungselement 52 verbunden. Das Hohlradelement 20C ist zur gemeinsamen Rotation mit dem vierten Verbindungselement 48 verbunden. Das Planetenträgerelement 20B ist zur gemeinsamen Rotation mit dem Ausgangselement 22 verbunden. Die Planetenräder 20D sind jeweils konfiguriert, um mit sowohl dem Sonnenradelement 20A als auch dem Hohlradelement 20C zu kämmen.
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Die Drehmomentübertragungsmechanismen oder Kupplungen 24, 26, 28, 30 und Bremsen 32, 34 sorgen für eine selektive Verbindung der Wellen oder Verbindungselemente, der Elemente der Planetenradsätze und des Gehäuses. Die Kupplungen 24, 26, 28, 30 und Bremsen 32, 34 sind Mechanismen vom Reibungs-, Klauen- oder Synchroneinrichtungstyp oder dergleichen. Zum Beispiel ist die erste Kupplung 24 selektiv einrückbar, um die Eingangswelle oder das Eingangselement 12 mit der sechsten Welle oder dem sechsten Verbindungselement 52 zu verbinden. Die zweite Kupplung 26 ist selektiv einrückbar, um das fünfte Verbindungselement 50 mit dem drehbaren Element 27 zu verbinden. Die dritte Kupplung 28 ist selektiv einrückbar, um die siebte Welle oder das siebte Verbindungselement 54 mit dem drehbaren Element 27 zu verbinden. Die vierte Kupplung 30 ist selektiv einrückbar, um das vierte Verbindungselement 48 mit dem drehbaren Element 27 zu verbinden. Die erste Bremse 32 ist selektiv einrückbar, um die erste Welle oder das erste Verbindungselement 42 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 40 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 42 relativ zu dem Getriebegehäuse 40 einzuschränken. Die zweite Bremse 34 ist selektiv einrückbar, um die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 46 mit dem feststehenden Bauteil oder dem Getriebegehäuse 40 zu verbinden und somit eine Rotation des Elements 46 relativ zu dem Getriebegehäuse 40 einzuschränken.
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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 zumindest zehn Vorwärtsdrehzahl- oder Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehzahl- oder Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von vieren der Drehmomentübertragungsmechanismen erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Wahrheitstabelle, 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 genannte Kupplung oder Bremse eingerückt ist, um den gewünschten Gangzustand zu erreichen. Zusätzlich sind mehrere Mittel zum Einlegen eines ersten Übersetzungsverhältnisses gezeigt. 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.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 3 ist die Wahrheitstabelle dargestellt, die einen Einrückungszustand der verschiedenen Drehmoment übertragenden Bauteile in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des Getriebes 10 veranschaulicht. Zum Beispiel wird ein Rückwärtsgang durch die Einrückung oder Aktivierung der Kupplungen 28 und 30 sowie Bremsen 32 und 34 hergestellt. Gleichermaßen werden die zehn Vorwärtsverhältnisse durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungs- und Bremseneinrückung erreicht, wie es in 3 gezeigt ist.
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4 zugewandt, umfasst das Getriebe 10 ein Freigabeeinrichtungssystem 100 eines Start/Stopp der Kraftmaschine, das einen oder mehrere Sperr- oder Arretiermechanismen 102A, 102B und 102C umfasst, die einem Teilsatz der Drehmomentübertragungsmechanismen 24, 26, 28, 30, 32 und 34 zugeordnet sind. In dem angeführten Beispiel ist ein erster Arretiermechanismus 102A mit der zweiten Bremse 34 verbunden, ein zweiter Arretiermechanismus 102B ist mit der ersten Bremse 32 verbunden, und ein dritter Arretiermechanismus 102C ist mit der dritten Kupplung 28 oder der ersten Bremse 30 verbunden. Die Sperrmechanismen 102A–C können jeder geeignete Mechanismus sein, der die jeweilige Kupplung oder Bremse, wie etwa zum Beispiel jene, die nachstehend beschrieben sind, in einem Bereitschaftszustand platziert. Der Bereitschaftszustand bezieht sich auf verschiedene Zustände oder Bedingungen der Kupplung oder Bremse, die einen gefüllten Zustand, in welchem Öl in die Kreise eingespeist wird, die die Kupplung betätigen, einen vorgesteuerten Zustand, in welchem die Kupplung in die Nähe voller Einrückung bewegt worden ist, und einen eingerückten Zustand, in welchem die Kupplung vollständig eingerückt und bereit ist, Drehmoment zu übertragen, oder irgendeinen anderen Zustand dazwischen umfassen können. Das Getriebe umfasst auch ein hydraulisches Steuerungssystem 104 mit einem ersten Magnetventil 106, einem zweiten Magnetventil 108, einem dritten Magnetventil 110, einem vierten Magnetventil 112, einem fünften Magnetventil 114 und einem sechsten Magnetventil 116. In einer Ausführungsform sind die Magnetventile 106, 108, 110, 112, 114, 116 und 118 Magnetventile mit variabler Stellkraft. In der besonderen in 4 gezeigten Anordnung steht das erste Magnetventil 106 in selektiver Fluidverbindung mit der ersten Kupplung 24. Das zweite Magnetventil 108 steht in selektiver Fluidverbindung mit der zweiten Kupplung 26. Das dritte Magnetventil 110 steht in selektiver Fluidverbindung mit der dritten Kupplung 28. Das vierte Magnetventil 112 steht in selektiver Fluidverbindung mit der ersten Bremse 30. Das fünfte Magnetventil 114 steht in selektiver Fluidverbindung mit der zweiten Bremse 32. Das sechste Magnetventil 116 steht in selektiver Fluidverbindung mit der dritten Bremse 34.
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Es ist festzustellen, dass das hydraulische Steuerungssystem 104 verschiedene andere Systeme, Module, Magnetventile usw. umfassen kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel umfasst das hydraulische Steuerungssystem 104 in verschiedenen Anordnungen Magnetventile mit variabler Entleerung oder Ein/Aus-Einrichtungen oder irgendwelche anderen geeigneten Einrichtungen, um die Drehmomentübertragungsmechanismen 24, 26, 28, 30, 32, 34 selektiv einzurücken, indem Hydraulikfluid selektiv an die verschiedenen Drehmomentübertragungsmechanismen übermittelt wird.
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Die Magnetventile 106, 108, 110, 112, 114, 116 werden mit Hydraulikdruckfluid durch ein Druckregelungs-Teilsystem 119 beliefert, das eine kraftmaschinengetriebene Pumpe 120 und/oder einen Druckspeicher 122 umfasst. Die kraftmaschinengetriebene Pumpe 120 kommuniziert mit den Magnetventilen 106, 108, 110, 112, 114, 116. Alternativ kann das Getriebe 10 eine zweite, Hilfspumpe 124 in Verbindung mit den Magnetventilen 106, 108, 110, 112, 114, 116 umfassen. Das Druckregelungs-Teilsystem 119, das die Pumpe 120 und den Druckspeicher 122 oder Hilfspumpe 124, sowie die Magnetventile 106, 108, 110, 112, 114, 116 umfasst, empfängt Anweisungen von einem Controller 126. Der Controller 126 kann ein Getriebesteuerungsmodul (TCM), ein Kraftmaschinen-Steuerungsmodul (ECM) oder ein Hybrid-Steuerungsmodul oder jede andere Art von Controller sein. Der Controller 126 ist bevorzugt eine elektronische Steuerungseinrichtung, die einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor, Steuerungslogik, Speicher, der dazu verwendet wird, Daten zu speichern, und mindestens eine E/A-Peripherie aufweist. Die Steuerungslogik umfasst eine Mehrzahl von Logikroutinen zum Überwachen, Manipulieren und Erzeugen von Daten.
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Wenn das Kraftfahrzeug zu einem Stillstand kommt, kann ein Auto-Stopp-Ereignis auftreten, bei dem die Kraftmaschine 79 automatisch ausgeschaltet wird. Während des Auto-Starts, wenn die Kraftmaschine 79 wieder eingeschaltet wird und das Kraftfahrzeug sich zu bewegen beginnt, startet das Kraftfahrzeug in der Regel wieder im ersten Gang oder im Rückwärtsgang. D. h. die Drehmomentübertragungsmechanismen 28, 30, 32, 34 sind für den Rückwärtsgang eingerückt; oder die Drehmomentübertragungsmechanismen 24, 28, 32, 34 sind für den ersten Gang eingerückt. Während des Auto-Stopps jedoch führt die Hauptpumpe 120 den Kupplungen und Bremsen nicht länger Druck zu. Dementsprechend, wenn das Kraftfahrzeug bereit ist, wieder zu starten, und die Sperrmechanismen 102A–C nicht angewandt werden, ist die Getriebepumpe 120 im Allgemeinen erforderlich, um ausreichenden Druck zu vier der Drehmomentübertragungsmechanismen abhängig von dem Gang, der befohlen worden ist, zu pumpen. Ausreichender Druck wird bevorzugt derart geliefert, dass die Drehmomentübertragungsmechanismen schnell ohne Verzögerung eingerückt werden können, wenn das Fahrzeug wieder startet. Gleichermaßen ist der Druckspeicher 122 bemessen, um ein ausreichendes Fluidvolumen und einen ausreichenden Fluiddurchfluss, wie durch die jeweiligen Magnetventile 106, 108, 110, 112, 114, 116 moderiert, abhängig davon, welcher Gang befohlen worden ist, an die Drehmomentübertragungsmechanismen zu liefern. Alternativ kann die Hilfspumpe 124 anstelle des Druckspeichers 122 angewandt werden, um einen geeigneten Hydraulikfluiddruck an die Einrichtungen in dem hydraulischen Steuerungssystem 104 zu liefern und somit die Drehmomentübertragungsmechanismen 24, 26, 28, 30, 32, 34 selektiv einzurücken. Bei manchen Anordnungen liefert eine Kombination aus zweien oder allen von der Getriebepumpe 120, dem Druckspeicher 122 und der Hilfspumpe 124 Durchfluss an die Drehmomentübertragungsmechanismen.
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Mit der Implementierung des Freigabeeinrichtungssystems 100 eines automatischen Start/Stopps können die Bremsen 32 und 34 als eine Haltebremse und die Kupplung 28 als eine Haltekupplung angesehen werden. D. h. vor oder bei einem Startereignis werden die Sperrmechanismen 102A–C aktiviert, um die Bremsen 32, 34 und die Kupplung 28 einzurücken. Von daher muss nur die Getriebepumpe 120 oder der Druckspeicher 122 oder die Hilfspumpe 124 ausreichenden Druck oder ausreichendes Volumen von Hydraulikfluid liefern, um einen der verbleibenden Drehmomentübertragungsmechanismen 24 und 30 jeweils für den ersten Gang oder den Rückwärtsgang einzurücken. Somit ist bei Verwendung der Sperrmechanismen 102A–C die Getriebepumpe 120 oder der Druckspeicher 122 oder die Hilfspumpe 124 erforderlich, um Druck oder Fluidvolumen für einen Drehmomentübertragungsmechanismus für ein Startereignis zu liefern, wohingegen ohne den Sperrmechanismus 102 die Getriebepumpe 120 oder der Druckspeicher 122 oder die Hilfspumpe 124 erforderlich ist, um Druck oder Fluidvolumen für vier Drehmomentübertragungsmechanismen für ein Startereignis zu liefern.
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Die Sperrmechanismen 102A–C sind direkt mit den Bremsen 32, 34 und der Kupplung 28 gekoppelt und können eine mechanische Arretierung oder eine hydraulische Arretierung oder irgendein anderer geeigneter Mechanismus sein, der unter der Steuerung des Controllers 126 stehen kann. Zum Beispiel sind Sperrmechanismen in der vorläufigen U. S. Anmeldung Nr. 61/636,963, eingereicht am 23. April 2012, und der vorläufigen U. S. Anmeldung Nr. 61/640,944, eingereicht am 1. Mai 2012, deren Offenbarungsgehalte hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen sind, beschrieben, aber nicht darauf beschränkt.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als ein Abweichen vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE Paper 810102 ”The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” von Benford und Leising [0027]
