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Für die Anmeldung wird die Priorität der am8. Dezember 2013 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0158808 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 durch Reduzieren seiner Länge verbessern kann und den Kraftstoffverbrauch durch Verbesserung der Leistungsabgabeeffizienz 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 der Planetengetriebezug, der in der Lage ist, mehr Schaltgänge zu realisieren, ständig erforscht.
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Obwohl 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 in Abhängigkeit von seiner Anordnung unterschiedliche Eigenschaften, wie Haltbarkeit, Leistungsabgabeeffizienz und Größe. Daher werden auch die Gestaltungen für eine Verbindungsstruktur eines Getriebezuges ständig erforscht.
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Außerdem realisiert der Planetengetriebezug eine Mehrzahl von Schaltgängen. Jedoch muss im Hinblick auf die Schaltsteuerung nach dem Freigeben eines Reibelements ein anderes Reibelement betrieben werden, um in einen benachbarten Schaltgang zu schalten. Außerdem sollte ein Stufenverhältnis zwischen den benachbarten Schaltgängen entsprechend dem Planetengetriebezug angemessen gesteuert werden.
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Mit der Erfindung wird ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug geschaffen, der aufgrund des Erzielens von acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang mit ausgezeichneten Betriebsbedingungen von Reibelementen durch Kombinieren von drei Planetengetriebesätzen, die an einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle separat angeordnet sind, drei Übertragungsradsätzen und fünf Reibelementen die Montierbarkeit durch Verkürzen seiner Länge verbessert und den Kraftstoffverbrauch durch Verbesserung der Leistungsabgabeeffizienz reduziert.
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Außerdem wird mit der Erfindung ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug geschaffen, der aufgrund einer leichteren Änderung von Übersetzungsverhältnissen mittels dreier Übertragungsradsätze ein Setzen optimaler Übersetzungsverhältnisse ermöglicht und dementsprechend die Leistungsabgabeeffizienz und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit bei einer Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit verbessert.
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Nach einem Aspekt der Erfindung kann ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug aufweisen: eine Antriebswelle, die ein Drehmoment eines Motors aufnimmt, eine Abtriebswelle, die parallel zu der Antriebswelle angeordnet ist, einen ersten Planetengetriebesatz, der als dessen Drehelemente ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenradträger und ein erstes Hohlrad aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz, der als dessen Drehelemente ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenradträger und ein zweites Hohlrad aufweist, und einen dritten Planetengetriebesatz, der als dessen Drehelemente ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetenradträger und ein drittes Hohlrad aufweist, wobei ein erstes Drehelement ein Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes ist und mit einem Getriebegehäuse wahlweise verbunden ist, ein zweites Drehelement ein anderes Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes ist, mit der Antriebswelle direkt verbunden ist und mit einem Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes wahlweise verbunden ist, ein drittes Drehelement ein anderes Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes ist, ein viertes Drehelement das übrige Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes ist und mit dem übrigen Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes direkt verbunden ist, ein fünftes Drehelement ein Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes ist, über einen ersten Übertragungsradsatz mit dem einen Drehelement des zweiten Planetengetriebesatzes verbunden ist und über den ersten Übertragungsradsatz mit der Antriebswelle wahlweise verbunden ist, ein sechstes Drehelement ein anderes Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes ist, mit der Abtriebswelle direkt verbunden ist und über einen zweiten Übertragungsradsatz mit dem dritten Drehelement wahlweise verbunden ist, und ein siebtes Drehelement das übrige Drehelement des dritten Planetengetriebesatzes ist und über einen dritten Übertragungsradsatz mit dem ersten Drehelement wahlweise verbunden ist.
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Jeder von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein.
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Das erste Drehelement kann das erste Sonnenrad sein, das zweite Drehelement kann der erste Planetenradträger oder der erste Planetenradträger und das zweite Hohlrad sein, das dritte Drehelement kann der zweite Planetenradträger sein, das vierte Drehelement kann das erste Hohlrad und das zweite Sonnenrad sein, das fünfte Drehelement kann das dritte Sonnenrad sein, das sechste Drehelement kann der dritte Planetenradträger sein, und das siebte Drehelement kann das dritte Hohlrad sein.
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Der Planetengetriebezug kann ferner aufweisen: eine erste Kupplung, die zwischen dem ersten Drehelement und dem dritten Übertragungsradsatz angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen der Antriebswelle und dem ersten Übertragungsradsatz angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen dem sechsten Drehelement und dem zweiten Übertragungsradsatz angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die derart konfiguriert ist, dass sie den zweiten Planetengetriebesatz direkt kuppelt, und eine Bremse, die zwischen dem ersten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die erste und die zweite Kupplung und die Bremse können in einem ersten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste und die vierte Kupplung und die Bremse können in einem zweiten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste, die zweite und die vierte Kupplung können in einem dritten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste, die dritte und die vierte Kupplung können in einem vierten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste, die zweite und die dritte Kupplung können in einem fünften Vorwärtsgang betrieben werden, die zweite, die dritte und die vierte Kupplung können in einem sechsten Vorwärtsgang betrieben werden, die zweite und die dritte Kupplung und die Bremse können in einem siebten Vorwärtsgang betrieben werden, die dritte und die vierte Kupplung und die Bremse können in einem achten Vorwärtsgang betrieben werden, und die erste und die dritte Kupplung und die Bremse können in einem Rückwärtsgang betrieben werden.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Planetengetriebezug eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug aufweisen: eine Antriebswelle, die ein Drehmoment eines Motors aufnimmt, eine Abtriebswelle, die parallel zu der Antriebswelle angeordnet ist, einen ersten Planetengetriebesatz, der als dessen Drehelemente ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenradträger und ein erstes Hohlrad aufweist, einen zweiten Planetengetriebesatz, der als dessen Drehelemente ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenradträger und ein zweites Hohlrad aufweist, und einen dritten Planetengetriebesatz, der als dessen Drehelemente ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetenradträger und ein drittes Hohlrad aufweist, wobei ein erstes Drehelement das erste Sonnenrad ist und mit einem Getriebegehäuse wahlweise verbunden ist, ein zweites Drehelement der erste Planetenradträger und/oder das mit dem ersten Planetenradträger wahlweise verbundene zweite Hohlrad ist und mit der Antriebswelle direkt verbunden ist, ein drittes Drehelement der zweite Planetenradträger ist, ein viertes Drehelement das erste Hohlrad und das zweite Sonnenrad ist, die direkt miteinander verbunden sind, und mit dem zweiten Hohlrad wahlweise verbunden ist, ein fünftes Drehelement das dritte Sonnenrad ist, über einen ersten Übertragungsradsatz mit der Antriebswelle wahlweise verbunden ist und über den ersten Übertragungsradsatz mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, ein sechstes Drehelement der dritte Planetenradträger ist, mit der Abtriebswelle direkt verbunden ist und über einen zweiten Übertragungsradsatz mit dem dritten Drehelement wahlweise verbunden ist, und ein siebtes Drehelement das dritte Hohlrad ist und über einen dritten Übertragungsradsatz mit dem ersten Drehelement wahlweise verbunden ist.
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Jeder von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetengetriebesatz kann ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern sein.
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Der Planetengetriebezug kann ferner aufweisen: eine erste Kupplung, die zwischen dem ersten Drehelement und dem dritten Übertragungsradsatz angeordnet ist, eine zweite Kupplung, die zwischen der Antriebswelle und dem ersten Übertragungsradsatz angeordnet ist, eine dritte Kupplung, die zwischen dem sechsten Drehelement und dem zweiten Übertragungsradsatz angeordnet ist, eine vierte Kupplung, die derart konfiguriert ist, dass sie den zweiten Planetengetriebesatz direkt kuppelt, und eine Bremse, die zwischen dem ersten Drehelement und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
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Die erste und die zweite Kupplung und die Bremse können in einem ersten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste und die vierte Kupplung und die Bremse können in einem zweiten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste, die zweite und die vierte Kupplung können in einem dritten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste, die dritte und die vierte Kupplung können in einem vierten Vorwärtsgang betrieben werden, die erste, die zweite und die dritte Kupplung können in einem fünften Vorwärtsgang betrieben werden, die zweite, die dritte und die vierte Kupplung können in einem sechsten Vorwärtsgang betrieben werden, die zweite und die dritte Kupplung und die Bremse können in einem siebten Vorwärtsgang betrieben werden, die dritte und die vierte Kupplung und die Bremse können in einem achten Vorwärtsgang betrieben werden, und die erste und die dritte Kupplung und die Bremse können in einem Rückwärtsgang betrieben werden.
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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 beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Betriebstabelle von Reibelementen in jedem Schaltgang, die bei dem Planetengetriebezug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung angewendet wird;
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3A ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im ersten Vorwärtsgang;
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3B ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im zweiten Vorwärtsgang;
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3C ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im dritten Vorwärtsgang;
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3D ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im vierten Vorwärtsgang;
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3E ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im fünften Vorwärtsgang;
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3F ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im sechsten Vorwärtsgang;
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3G ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im siebten Vorwärtsgang;
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3H ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im achten Vorwärtsgang; und
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3I ein Hebeldiagramm eines Planetengetriebezuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Rückwärtsgang.
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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 beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetengetriebesatz PG1, PG2 und PG3, fünf Reibelemente B, C1, C2, C3 und C4 und drei Übertragungsradsätze TF1, TF2 und TF3 auf.
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Der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 sind an einer Antriebswelle IS angeordnet, und der dritte Planetengetriebesatz PG3 ist an einer Abtriebswelle OS angeordnet, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu und abseits von der Antriebswelle IS angeordnet ist.
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Daher wird das von der Antriebswelle IS eingegebene Drehmoment durch Zusammenwirken des ersten, des zweiten und des dritten Planetengetriebesatzes PG1, PG2 und PG3 in acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang umgesetzt und dann über die Abtriebswelle OS abgegeben.
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Der erste Planetengetriebesatz PG1 ist ein Planetengetriebesatz mit Einzelplanetenrädern und weist als dessen Drehelemente ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes Hohlrad R1 und einen ersten Planetenradträger PC1 auf, der ein erstes Planetenrad P1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad R1 im Eingriff steht, drehbar abstützt.
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Der zweite Planetengetriebesatz PG2 ist ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern und weist als dessen Drehelemente ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Hohlrad R2 und einen zweiten Planetenradträger PC2 auf, der ein zweites Planetenrad P2, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 und dem zweiten Hohlrad R2 im Eingriff steht, drehbar abstützt.
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Der dritte Planetengetriebesatz PG3 ist ein Planetengetriebesatz mit Doppelplanetenrädern und weist als dessen Drehelemente ein drittes Sonnenrad S3, ein drittes Hohlrad R3 und einen dritten Planetenradträger PC3 auf, der ein drittes Planetenrad P3, das mit dem dritten Sonnenrad S3 und dem dritten Hohlrad R3 im Eingriff steht, drehbar abstützt.
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Der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 werden als ein zusammengesetzter Planetengetriebesatz CPG betrieben, und der dritte Planetengetriebesatz PG3 wird als ein einfacher Planetengetriebesatz betrieben.
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Das erste Hohlrad R1 und das zweite Sonnenrad S2 sind direkt miteinander verbunden, und der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 sind wahlweise miteinander verbunden, so dass der erste und der zweite Planetengetriebesatz PG1 und PG2 vier Drehelemente N1, N2, N3 und N4 aufweisen.
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Das erste Drehelement N1 ist das erste Sonnenrad S1, ist mit einem Getriebegehäuse H wahlweise derart verbunden, dass es als ein wahlweise feststehendes Element betrieben werden kann, und wird als ein wahlweises Abtriebselement betrieben.
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Das zweite Drehelement N2 ist der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 oder das zweite Hohlrad R2 und ist mit der Antriebswelle IS direkt oder wahlweise derart verbunden, dass es als ein Antriebselement betrieben werden kann.
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Das dritte Drehelement N3 ist der zweite Planetenradträger PC2 und wird als ein Abtriebselement betrieben.
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Das vierte Drehelement N4 sind das erste Hohlrad R1 und das zweite Sonnenrad S2. Außerdem weist der dritte Planetengetriebesatz PG3 drei Drehelemente N5, N6 und N7 auf, wandelt das von der Antriebswelle IS und dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2 übertragene Drehmoment um und überträgt das umgewandelte Drehmoment an die Abtriebswelle OS.
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Das fünfte Drehelement N5 ist das dritte Sonnenrad S3 und ist über ein im Außeneingriff stehendes Zahnrad mit der Antriebswelle IS wahlweise verbunden oder über das im Außeneingriff stehendes Zahnrad mit dem zweiten Planetengetriebesatz PG2 verbunden.
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Das sechste Drehelement N6 ist der dritte Planetenradträger PC3 und ist mit der Abtriebswelle OS direkt verbunden und über ein im Außeneingriff stehendes Zahnrad mit dem dritten Drehelement N3 wahlweise verbunden.
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Das siebte Drehelement N7 ist das dritte Hohlrad R3 und ist über ein im Außeneingriff stehendes Zahnrad mit dem ersten Drehelement N1 wahlweise verbunden.
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Außerdem sind die Drehelemente über den ersten, den zweiten und den dritten Übertragungsradsatz TF1, TF2 und TF3 und die Reibelemente, welche die Bremse B und die erste, die zweite, die dritte und die vierte Kupplung C1, C2, C3 und C4 umfassen, miteinander verbunden.
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Der erste, der zweite und der dritte Übertragungsradsatz TF1, TF2 und TF3 weisen jeweils ein erstes, ein zweites und ein drittes Übertragungsantriebsrad TF1a, TF2a und TF3a und ein erstes, ein zweites und ein drittes Übertragungsabtriebsrad TF1b, TF2b und TF3b auf, die im Außeneingriff miteinander stehen.
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Das erste Übertragungsantriebsrad TF1a ist mit dem zweiten Hohlrad R2 direkt verbunden und mit der Antriebswelle IS wahlweise verbunden, und das erste Übertragungsabtriebsrad TF1b ist mit dem fünften Drehelement N5 direkt verbunden, so dass der erste Übertragungsradsatz TF1 das fünfte Drehelement N5 mit der Antriebswelle IS wahlweise verbindet oder das fünfte Drehelement N5 mit dem zweiten Drehelement N2 direkt verbindet.
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Das zweite Übertragungsantriebsrad TF2a ist mit dem dritten Drehelement N3 direkt verbunden, und das zweite Übertragungsabtriebsrad TF2b ist mit dem sechsten Drehelement N6 wahlweise verbunden, so dass der zweite Übertragungsradsatz TF2 das dritte Drehelement N3 mit dem sechsten Drehelement N6 wahlweise verbindet.
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Das dritte Übertragungsantriebsrad TF3a ist mit dem ersten Drehelement N1 wahlweise verbunden, und das dritte Übertragungsabtriebsrad TF3b ist mit dem siebten Drehelement N7 direkt verbunden, so dass der dritte Übertragungsradsatz TF3 das erste Drehelement N1 mit dem siebten Drehelement N7 wahlweise verbindet.
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Daher werden die Drehelemente, die über den ersten, den zweiten und den dritten Übertragungsradsatz TF1, TF2 und TF3 miteinander verbunden sind, in entgegengesetzter Richtung zueinander gedreht. Die Übersetzungsverhältnisse des ersten, des zweiten und des dritten Übertragungsradsatzes TF1, TF2 und TF3 sind entsprechend den in den Schaltgängen benötigten Übersetzungsverhältnissen festgesetzt.
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Nachfolgend werden die Anordnungen der Reibelemente B, C1, C2, C3 und C4 ausführlich beschrieben.
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Die Bremse B ist zwischen dem ersten Drehelement N1 und dem Getriebegehäuse H angeordnet. Die erste Kupplung C1 ist zwischen dem dritten Übertragungsradsatz TF3 und dem ersten Drehelement N1 angeordnet. Die zweite Kupplung C2 ist zwischen dem ersten Übertragungsradsatz TF1 und der Antriebswelle IS angeordnet. Die dritte Kupplung C3 ist zwischen dem zweiten Übertragungsradsatz TF2 und dem sechsten Drehelement N6 angeordnet. Die vierte Kupplung C4 ist zwischen dem vierten Drehelement N4 und dem ersten Übertragungsradsatz TF1 angeordnet.
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Die Reibelemente, welche die erste, die zweite, die dritte und die vierte Kupplung C1, C2, C3, C4 und die Bremse B umfassen, können dieselben oder ähnlich wie herkömmliche Mehrscheiben-Reibelemente des Naßtyps sein, die mittels Hydraulikdruck betrieben werden.
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Wie in der Betriebstabelle in 2 gezeigt ist, werden bei dem Planetengetriebezug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung drei Reibelemente in jedem Schaltgang betrieben.
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Die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 und die Bremse B werden in einem ersten Vorwärtsgang 1. betrieben. Die erste und die vierte Kupplung C1 und C4 und die Bremse B werden in einem zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben. Die erste, die zweite und die vierte Kupplung C1, C2 und C4 werden in einem dritten Vorwärtsgang 3. betrieben. Die erste, die dritte und die vierte Kupplung C1, C3 und C4 werden in einem vierten Vorwärtsgang 4. betrieben. Die erste, die zweite und die dritte Kupplung C1, C2 und C3 werden in einem fünften Vorwärtsgang 5. betrieben. Die zweite, die dritte und die vierte Kupplung C2, C3 und C4 werden in einem sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben. Die zweite und die dritte Kupplung C2 und C3 und die Bremse B werden in einem siebten Vorwärtsgang 7. betrieben. Die dritte und die vierte Kupplung C3 und C4 und die Bremse B werden in einem achten Vorwärtsgang 8. betrieben. Die erste und die dritte Kupplung C1 und C3 und die Bremse B werden in einem Rückwärtsgang R betrieben.
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Mit Bezug auf die Hebeldiagramme in den 3A bis 3I werden die Schaltvorgänge des Planetengetriebezuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in jedem Schaltgang anhand der Hebelanalysemethode beschrieben.
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Wie in den 3A bis 3I gezeigt, sind vier vertikale Linien des zusammengesetzten Planetengetriebesatzes CPG, der von dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz PG1 und PG2 gebildet wird, sind von links nach rechts als das erste Drehelement N1, das zweite Drehelement N3, das dritte Drehelement N3 und das vierte Drehelement N4 gesetzt, und drei vertikale Linien des dritten Planetengetriebesatzes PG3 sind als das fünfte Drehelement N5, das sechste Drehelement N6 und das siebte Drehelement N7 gesetzt.
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Außerdem stellt eine mittlere horizontale Linie eine Drehzahl von „0“ dar, eine obere horizontale Linie stellt eine Drehzahl von „1,0“ dar, und eine untere horizontale Linie stellt eine Drehzahl von „–1,0“ dar. „–“ bedeutet, dass die Drehelemente in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Motors gedreht werden, da die Drehelemente über den ersten, den zweiten und den dritten Übertragungsradsatz TF1, TF2 und TF3 ohne ein Zwischenrad im Außeneingriff miteinander stehen.
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Ferner stellt die Drehzahl von „1,0“ dieselbe Drehzahl wie die Antriebswelle IS dar. Die Abstände zwischen den vertikalen Linien des zusammengesetzten Planetengetriebesatzes CPG und des dritten Planetengetriebesatzes PG3 sind entsprechend dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis (Zähnezahl eines Sonnenrades / Zähnezahl eines Hohlrades) festgesetzt.
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Nachfolgend werden mit Bezug auf die 2 und 3A bis 3I die Schaltvorgänge des Planetengetriebesatzes gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Erster Vorwärtsgang
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Mit Bezug auf 2 werden die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 und die Bremse B im ersten Vorwärtsgang 1. betrieben. Wie in 3A gezeigt, sind durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 derart miteinander verbunden, dass sie das zweite Drehelement N2 bilden, und das Drehmoment der Antriebswelle IS wird an das zweite Drehelement N2 eingegeben, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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In diesem Zustand werden durch den Betrieb der Bremse B und der ersten Kupplung C1 das erste Drehelement N1 und das siebte Drehelement N7 als feststehende Elemente betrieben. Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine erste Schaltlinie SP1, und D1 wird über das sechste Drehelement N6 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Zweiter Vorwärtsgang
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Die zweite Kupplung C2, die im ersten Vorwärtsgang 1. betrieben wurde, wird freigegeben, und die vierte Kupplung C4 wird im zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben. Wie in 3B gezeigt, ist die zweite Kupplung C2 freigegeben, und der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 sind voneinander getrennt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment der Antriebswelle IS an das zweite Drehelement N2 eingegeben, das von dem ersten Planetenradträger PC1 gebildet wird.
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In diesem Zustand wird durch den Betrieb der Bremse B das erste Sonnenrad S1, welches das erste Drehelement N1 ist, als das feststehende Element betrieben, und eine erhöhte Drehzahl wird über das erste Hohlrad R1 abgegeben, welches das vierte Drehelement N4 ist.
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Außerdem ist durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 der zweite Planetengetriebesatz PG2 in einem Direktkupplungszustand. Daher wird die erhöhte Drehzahl entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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In diesem Zustand werden durch den Betrieb der Bremse B und der ersten Kupplung C1 das erste Drehelement N1 und das siebte Drehelement N7 als die feststehenden Elemente betrieben. Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine zweite Schaltlinie SP2, und D2 wird über das sechste Drehelement N6 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Dritter Vorwärtsgang
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Die Bremse B, die im zweiten Vorwärtsgang 2. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird im dritten Vorwärtsgang 3. betrieben. Wie in 3C gezeigt, ist durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 und der vierten Kupplung C4 der zusammengesetzte Planetengetriebesatz CPG in einem Direktkupplungszustand.
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In diesem Zustand wird das Drehmoment der Antriebswelle IS an das zweite Drehelement N2 eingegeben, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Außerdem wird durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 das Drehmoment des ersten Drehelements N1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungsradsatzes TF3 geändert und dann an das siebte Drehelement N7 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine dritte Schaltlinie SP3, und D3 wird über das sechste Drehelement N6 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. Wie in 3D gezeigt, ist die zweite Kupplung C2 freigegeben, und der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 sind voneinander getrennt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment der Antriebswelle IS an das zweite Drehelement N2 eingegeben, das von dem ersten Planetenradträger PC1 gebildet wird.
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Außerdem ist durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 der zweite Planetengetriebesatz PG2 im Direktkupplungszustand.
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In diesem Zustand wird durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 das Drehmoment des ersten Drehelements N1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungsradsatzes TF3 geändert und dann an das siebte Drehelement N7 als umgekehrte Drehzahl eingegeben, und durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 wird das Drehmoment des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungsradsatzes TF2 geändert und dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine vierte Schaltlinie SP4, und D4 wird über das sechste Drehelement N6 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Fünfter Vorwärtsgang
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Die vierte Kupplung C4, die im vierten Vorwärtsgang 4. betrieben wurde, wird freigegeben, und die zweite Kupplung C2 wird im fünften Vorwärtsgang 5. betrieben. Wie in 3E gezeigt, sind durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 derart miteinander verbunden, dass sie das zweite Drehelement N2 bilden. Das Drehmoment der Antriebswelle IS wird an das zweite Drehelement N2 eingegeben, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Außerdem wird durch den Betrieb der ersten Kupplung C1 das Drehmoment des ersten Drehelements N1 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des dritten Übertragungsradsatzes TF3 geändert und dann an das siebte Drehelement N7 als umgekehrte Drehzahl eingegeben, und durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 wird das Drehmoment des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungsradsatzes TF2 geändert und dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine fünfte Schaltlinie SP5, und D5 wird über das sechste Drehelement N6 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 vierte Kupplung C1 wird im sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben. Wie in 3F gezeigt, ist durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 und der vierten Kupplung C4 der zusammengesetzte Planetengetriebesatz CPG im Direktkupplungszustand.
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In diesem Zustand wird das Drehmoment der Antriebswelle IS an das zweite Drehelement N2 eingegeben, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Außerdem wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 das Drehmoment des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungsradsatzes TF2 geändert und dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine sechste Schaltlinie SP6, und D6 wird über das sechste Drehelement N6 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Siebter Vorwärtsgang
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Die vierte Kupplung C4, die im sechsten Vorwärtsgang 6. betrieben wurde, wird freigegeben, und die Bremse B wird im siebten Vorwärtsgang 7. betrieben. Wie in 3G gezeigt, sind durch den Betrieb der zweiten Kupplung C2 der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 derart miteinander verbunden, dass sie das zweite Drehelement N2 bilden. Das Drehmoment der Antriebswelle IS wird an das zweite Drehelement N2 eingegeben, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben, und durch den Betrieb der Bremse B wird das erste Drehelement N1 als das feststehende Element betrieben.
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Außerdem wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 das Drehmoment des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungsradsatzes TF2 geändert und dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine siebte Schaltlinie SP7, und D7 wird über das sechste Drehelement N6 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 dritte Kupplung C3 wird im achten Vorwärtsgang 8. betrieben. Wie in 3H gezeigt, ist die zweite Kupplung C2 freigegeben, und der erste Planetenradträger PC1 und das zweite Hohlrad R2 sind voneinander getrennt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment der Antriebswelle IS an das zweite Drehelement N2 eingegeben, das von dem ersten Planetenradträger PC1 gebildet wird.
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In diesem Zustand wird durch den Betrieb der Bremse B das erste Drehelement N1 als das feststehende Element betrieben, und die erhöhte Drehzahl wird über das erste Hohlrad R1 abgegeben, welches das vierte Drehelement N4 ist.
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Außerdem ist durch den Betrieb der vierten Kupplung C4 der zweite Planetengetriebesatz PG2 in einem Direktkupplungszustand. Daher wird die erhöhte Drehzahl entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des ersten Übertragungsradsatzes TF1 geändert und dann an das fünfte Drehelement N5 als umgekehrte Drehzahl eingegeben, und durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 wird das Drehmoment des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungsradsatzes TF2 geändert und dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine achte Schaltlinie SP8, und D8 wird über das sechste Drehelement N6 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Rückwärtsgang
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Wie in 2 gezeigt, werden die Bremse B und die erste und die dritte Kupplung C1 und C3 im Rückwärtsgang R betrieben. Wie in 3I gezeigt, werden in einem Zustand, in dem das Drehmoment der Antriebswelle IS an das zweite Drehelement N2 eingegeben wird, das der erste Planetenradträger PC1 ist, durch den Betrieb der Bremse B und der ersten Kupplung C1 das erste Drehelement N1 und das siebte Drehelement N7 als die feststehenden Elemente betrieben.
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Außerdem wird durch den Betrieb der dritten Kupplung C3 das Drehmoment des dritten Drehelements N3 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übertragungsradsatzes TF2 geändert und dann an das sechste Drehelement N6 als umgekehrte Drehzahl eingegeben.
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Daher bilden die Drehelemente des dritten Planetengetriebesatzes PG3 eine Rückwärtsschaltlinie RS, und R wird über das sechste Drehelement N6 abgegeben, welches das Abtriebselement ist.
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Da bei dem Planetengetriebezug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung drei Planetengetriebesätze separat an der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet sind, die abseits voneinander und parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, kann die Länge davon reduziert werden, und die Montierbarkeit kann verbessert werden.
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Außerdem können aufgrund der leichten Änderung von Übersetzungsverhältnissen mittels sowohl der drei im Außeneingriff stehenden Zahnräder als auch der Planetengetriebesätze optimale Übersetzungsverhältnisse festgesetzt werden. Da die Übersetzungsverhältnisse entsprechend der Zielleistung geändert werden können, kann das Startverhalten verbessert werden. Daher kann anstelle eines Drehmomentwandlers eine Anfahrkupplung verwendet werden.
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Da drei Reibelemente in jedem Schaltgang betrieben werden, können nicht betriebene Reibelemente minimiert werden, und das Schleppmoment kann reduziert werden. Außerdem kann der Kraftstoffverbrauch durch Erhöhung der Leistungsabgabeeffizienz reduziert werden. Ferner ist, da die Drehmomentbelastung jedes Reibelements reduziert werden kann, eine kompakte Gestaltung möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0158808 [0001]
