DE102016102359A1

DE102016102359A1 - Mehrstufiges getriebe

Info

Publication number: DE102016102359A1
Application number: DE102016102359.0A
Authority: DE
Inventors: Reid Alan Baldwin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2016-09-01
Also published as: CN105927719A

Abstract

Ein mehrstufiges Leistungsgetriebe, umfassend: eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle, eine erste Getriebeanordnung, die ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen fünf Wellen vorgibt, eine zweite Getriebeanordnung, die ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen drei Wellen vorgibt, zwei Kupplungen und vier Bremsen, die in der Lage sind, neun Vorwärtsdrehzahlverhältnis und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zu erzeugen, wenn Kupplungen und Bremsen in Zweierkombinationen betätigt werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der am 15. September 2008 eingereichten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 12/210,231, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollständig hierin aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft das Gebiet von Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Anordnung von Zahnrädern, Kupplungen und die Verbindungen zwischen ihnen in einem Leistungsgetriebe.
STAND DER TECHNIK
Viele Fahrzeuge werden über einen weiten Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten hinweg, sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärtsfahren, verwendet. Einige Motorarten können jedoch nur innerhalb eines eng gefassten Geschwindigkeitsbereichs effizient betrieben werden. Deshalb werden häufig Getriebe eingesetzt, die Kraft bei verschiedenen Gangübersetzungen effizient übertragen können. Ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedrig, wird das Getriebe üblicherweise mit einer hohen Gangübersetzung betrieben, so dass es das Motordrehmoment zur verbesserten Beschleunigung verstärkt. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht ein Betrieb des Getriebes mit einer niedrigen Gangübersetzung eine Motordrehzahl, die mit ruhigem, kraftstoffeffizientem Fahren einhergeht. In der Regel hat ein Getriebe ein Gehäuse, das an der Fahrzeugstruktur befestigt ist, eine Eingangswelle, die durch eine Motorkurbelwelle angetrieben wird, und eine Ausgangswelle, die die Fahrzeugräder antreibt, oftmals mittels einer Differentialanordnung, die es ermöglicht, dass sich das linke und das rechte Rad beim Wenden des Fahrzeugs mit geringfügig unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis erzeugt.
2 ist eine Tabelle, die vorgeschlagene Zähnezahlen für die Zahnräder des in 1 dargestellten Getriebes zeigt.
3 ist eine Tabelle, die die Zustände der Kupplungen und die sich ergebenden Drehzahlverhältnisse des Getriebes in 1 zeigt, wenn die Zahnräder die in 2 gezeigte Anzahl von Zähnen haben.
4 ist ein Hebeldiagramm, das die Drehzahlverhältnisse eines Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis erzeugt
6 ist eine Tabelle, die vorgeschlagene Zähnezahlen für die Zahnräder des in 5 dargestellten Getriebes zeigt.
7 ist eine Tabelle, die die Zustände der Kupplungen und die sich ergebenden Drehzahlverhältnisse des Getriebes in 5 zeigt, wenn die Zahnräder die in 6 gezeigte Anzahl von Zähnen haben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Ausgestaltungen haben können. Die Figuren sind nicht zwangsläufig maßstabsgerecht; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details von bestimmten Komponenten zu zeigen. Deshalb sollen bestimmte strukturelle und funktionale Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise auszuführen ist. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen liefern repräsentative Ausführungsbeispiele für typische Anwendungen. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren dieser Offenbarung entsprechen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Rotierende Elemente einer Gruppe sind fest miteinander verbunden, wenn sie gezwungen sind, sich unter allen Betriebsbedingungen als eine Einheit zu drehen. Rotierende Elemente können durch Keilverzahnungsverbindungen, Schweißen, Presspassung, Herausarbeiten aus gemeinsamem Vollmaterial oder anderweitig fest verbunden sein. Es können geringfügige Abweichungen bei der Drehverschiebung zwischen fest verbundenen Elementen auftreten, wie Verschiebung durch Spiel oder Wellennachgiebigkeit. Ein rotierendes Element oder mehrere rotierende Elemente, die alle fest miteinander verbunden sind, kann/können als Welle bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu sind zwei rotierende Elemente durch ein Schaltelement selektiv verbunden, wenn das Schaltelement sie zwingt, sich als Einheit zu drehen, wann immer das Schaltelement vollständig eingerückt ist, und sie sich zumindest unter einigen anderen Betriebsbedingung mit verschiedenen Drehzahlen frei drehen können. Ein Schaltelement, das ein rotierendes Element durch selektives Verbinden des rotierenden Elements mit dem Gehäuse gegen Drehung sichert, wird als Bremse bezeichnet. Ein Schaltelement, das zwei oder mehr rotierende Elemente selektiv miteinander verbindet, wird als Kupplung bezeichnet. Schaltelemente können aktiv gesteuerte Vorrichtungen, wie beispielsweise hydraulisch oder elektrisch betätigte Kupplungen oder Bremsen, oder passive Vorrichtungen, wie beispielsweise Freilaufkupplungen oder Bremsen. Zwei rotierende Elemente sind verbunden, wenn sie entweder fest verbunden sind oder selektiv verbunden werden.
Eine Getriebeanordnung ist eine Zusammenstellung von Wellen und Schaltelementen, die so konfiguriert ist, dass spezielle Drehzahlverhältnisse zwischen den Wellen vorgegeben sind. Einige Drehzahlverhältnisse, sogenannte feste Drehzahlverhältnisse, werden unabhängig vom Zustand irgendwelcher Schaltelemente vorgegeben. Andere Drehzahlverhältnisse, sogenannte selektive Drehzahlverhältnisse, sind nur vorgegeben, wenn bestimmte Schaltelemente vollständig eingerückt sind. Die Drehzahl einer Welle ist positiv, wenn sich die Welle in einer Richtung dreht, und negativ, wenn sich die Welle in der entgegengesetzten Richtung dreht. Es besteht ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, wenn das Verhältnis ihrer Drehzahlen gezwungen ist, ein vorbestimmter Wert zu sein. Ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle ist ein Underdrive-Verhältnis, wenn das Verhältnis zwischen der Drehzahl der zweiten Welle zu der Drehzahl der ersten Welle zwischen null und eins liegt. Analog dazu ist ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle ein Overdrive-Verhältnis, wenn das Verhältnis zwischen der Drehzahl der zweiten Welle zu der Drehzahl der ersten Welle größer als eins ist. Ein proportionales Drehzahlverhältnis ist ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis, wenn die Wellen gezwungen sind, sich in entgegengesetzten Richtungen zu drehen. Es besteht ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen einer geordneten Liste von Wellen, wenn i) die erste und die letzte Welle in der geordneten Liste gezwungen sind, die extremsten Drehzahlen aufzuweisen, ii) die Drehzahlen der übrigen Wellen jeweils gezwungen sind, ein gewichtetes Mittel der Drehzahlen der ersten und der letzten Welle zu sein, und iii), wenn sich die Drehzahlen der Wellen unterscheiden, die Wellen gezwungen sind, in der aufgeführten Reihenfolge zu sein, entweder aufsteigend oder abfallend.
Ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 1 dargestellt. Die Eingangswelle 10 wird durch einen Fahrzeugmotor vorzugsweise über einen Drehmomentwandler angetrieben. Die Ausgangswelle 12 treibt die Fahrzeugräder vorzugsweise über ein Differenzial an.
Vier einfache Planetenradsätze 20, 30, 40 und 50 haben jeweils ein Sonnenrad mit einer Außenverzahnung, ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung, einen Planetenradträger und einen Satz Planetenräder, die relativ zu dem Träger drehbar gelagert sind und sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad in Eingriff stehen. Die Sonnenräder 22 und 42 sind fest mit der Eingangswelle 10 verbunden. Das Hohlrad 54 ist fest mit der Ausgangswelle 12 verbunden. Das Hohlrad 24, der Träger 36, das Hohlrad 44 und das Sonnenrad 52 sind fest miteinander verbunden. Analog dazu sind das Hohlrad 34 und der Träger 46 fest verbunden. Vorgeschlagene Zähnezahlen für diese Zahnräder sind in 2 gezeigt.
Vier Bremsen 60, 62, 64 und 66 sichern bestimmte Elemente selektiv gegen Drehung, wobei ein Reaktionsmoment bereitgestellt wird. Vorzugsweise sind diese Bremsen Mehrscheiben-Reibungsbremsen, die das Element an das Getriebegehäuse 14 halten, wenn Hydraulikdruck an einen Kolben angelegt wird. Die Bremse 60 hält den Träger 26 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Bremse 62 hält das Sonnenrad 32 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Bremse 64 hält das Hohlrad 24, den Träger 36, das Hohlrad 44 und das Sonnenrad 52 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Bremse 66 hält den Träger 56 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Zwei Kupplungen 68 und 70 verbinden rotierende Elemente selektiv miteinander. Diese sind vorzugsweise Mehrscheiben-Reibungskupplungen. Die Kupplung 68 verbindet die Eingangswelle 10 selektiv mit dem Träger 56. Die Kupplung 70 verbindet den Träger 46 und das Hohlrad 34 selektiv mit dem Träger 56.
Die 3 zeigt die Zustände der Schaltelemente für jedes der neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und das eine Rückwärtsdrehzahlverhältnis. Für jeden Zahnradzustand zeigt die 3 das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle 10 und der Ausgangswelle 12, wenn die Zahnräder die in 2 gezeigte Zähnezahl aufweisen.
Um das Fahrzeug aus dem Ruhezustand im 1. Gang anzufahren, befiehlt die Steuerung 16 das Betätigen der Bremse 66 und das Einrücken der Kupplung 70, während alle anderen Bremsen und Kupplungen gelöst bzw. ausgerückt sind. Um vom 1. Gang in den 2. Gang zu schalten, wird die Bremse 66 allmählich gelöst, während die Bremse 60 allmählich betätigt wird. Um vom 2. Gang in den 3. Gang zu schalten, wird die Bremse 60 allmählich gelöst, während die Bremse 64 allmählich betätigt wird. Um vom 3. Gang in den 4. Gang zu schalten, wird die Bremse 64 allmählich gelöst, während die Bremse 62 allmählich betätigt wird. Um vom 4. Gang in den 5. Gang zu schalten, wird die Bremse 62 allmählich gelöst, während die Kupplung 68 allmählich eingerückt wird. Die Kupplung 70 bleibt bei einem Betrieb im 1. bis 5. Gang eingerückt. Um vom 5. Gang in den 6. Gang zu schalten, wird die Kupplung 70 allmählich ausgerückt, während die Bremse 62 allmählich betätigt wird. Um vom 6. Gang in den 7. Gang zu schalten, wird die Bremse 62 allmählich gelöst, während die Bremse 64 allmählich betätigt wird. Um schließlich vom 7. Gang in den 8. Gang zu schalten, wird die Bremse 64 allmählich gelöst, während die Bremse 60 allmählich betätigt wird. Die Kupplung 68 bleibt bei einem Betrieb im 5. bis 8. Gang eingerückt.
Es ist auch eine spezielle niedrige Gangstufe verfügbar, die für besondere Zwecke, zum Beispiel bei Verwendung im Gelände, oder zur Ermöglichung des Wegfalls eines Drehmomentwandlers verwendet werden kann. Um diese Gangstufe zu wählen, betätigt die Steuerung 16 die Bremse 60 und die Bremse 66, während sie alle anderen Bremsen und Kupplungen löst bzw. ausrückt. Wenn das Getriebe keinen Drehmomentwandler oder eine sonstige für diesen Zweck vorgesehene Anfahrvorrichtung umfasst, wird das Getriebe durch Betätigen von nur der Bremse 60 auf ein Vorwärtsanfahren in dem niedrigen Gang vorbereitet. Dann wird die Bremse 66 auf der Basis des von dem Fahrer angeforderten Drehmoments allmählich betätigt. Um von der niedrigen Gangstufe in den 1. Gang zu schalten, wird die Bremse 60 allmählich gelöst, während die Kupplung 70 allmählich eingerückt wird, wobei die Bremse 66 in dem betätigten Zustand gehalten wird.
Der Rückwärtsgang wird gewählt, indem die Bremse 62 und die Bremse 66 betätigt werden, während alle anderen Bremsen und Kupplungen gelöst bzw. ausgerückt werden. Wenn das Getriebe keinen Drehmomentwandler oder eine sonstige für diesen Zweck vorgesehene Anfahrvorrichtung enthält, wird das Getriebe durch Betätigen von nur der Bremse 62 auf das Rückwärtsanfahren vorbereitet. Dann wird die Bremse 66 basierend auf der Forderung des Fahrers allmählich betätigt.
Die 4 ist ein Hebeldiagramm, das die Drehzahlverhältnisse zwischen den Elementen eines Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Zahnradsätze 20, 30 und 40 der 1 bilden zusammen eine Getriebeanordnung mit fünf Wellen, die sich jeweils um die mittlere Achse drehen. Die Getriebeanordnung gibt ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen den fünf Wellen A, B, C, D und E vor, sodass die Drehzahlen von zwei beliebigen dieser Wellen die Drehzahlen der übrigen drei Wellen bestimmen. Dieses feste lineare Drehzahlverhältnis ist durch das Hebeldiagramm in 4 dargestellt. Die Welle A enthält ein Sonnenrad 22 und ein Sonnenrad 42. Die Welle B enthält ein Hohlrad 34 und einen Träger 46. Die Welle C enthält einen Träger 26. Die Welle D enthält ein Hohlrad 24, einen Träger 36 und ein Hohlrad 44. Die Welle E enthält ein Sonnenrad 32. Der Zahnradsatz 50 gibt ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen den Wellen D, F und G vor, wie durch den rechten Hebel in 4 dargestellt ist. Die Welle D enthält ein Sonnenrad 52, das fest mit den übrigen vorstehend genannten Elementen von Welle D verbunden ist. Die Welle F enthält den Träger 56. Die Welle G enthält ein Hohlrad 54.
Wenn die Zahnradsätze der 1 die in 2 angegebenen Zähnezahlen aufweisen, entspricht die Drehzahl von Welle B dem 0,6518-Fachen der Drehzahl von Welle D plus dem (1–0,6518)-Fachen der Drehzahl von Welle A. Diese Gewichtungsfaktoren wirken sich auf das Gesamtdrehzahlverhältnis im 1. bis 5. Gang aus. Analog dazu entspricht die Drehzahl von Welle C dem 0,7456-Fachen der Drehzahl von Welle D plus dem (1–0,7456)-Fachen der Drehzahl von Welle A. Diese Gewichtungsfaktoren wirken sich auf das Verhältnis in dem niedrigen Gang und 8. Gang aus. Die Drehzahl von Welle D entspricht dem 0,6054-Fachen der Drehzahl von Welle E plus dem (1–0,6054)-Fachen der Drehzahl von Welle A. Diese Gewichtungsfaktoren wirken sich auf das Rückwärtsdrehzahlverhältnis aus. Schließlich entspricht die Drehzahl von Welle F dem 0,3364-Fachen der Drehzahl von Welle D plus dem (1–0,3364)-Fachen der Drehzahl von Welle G. Diese letzten Gewichtungsfaktoren beeinflussen alle Verhältnisse außer dem Direktantrieb. Es sind viele andere Konfigurationen von Planetenradsätzen verfügbar, die Gewichtungsfaktoren erzeugen, die diesem sehr nahe sind, einschließlich Konfigurationen, die Doppelritzel-Planetenradsätze enthalten, und Zahnradsätze, die Planetenräder teilen. Beliebige dieser alternativen Konfigurationen können an die Stelle gesetzt werden, und es ergeben sich die gleichen Gesamtdrehzahlverhältnisse.
Ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht auch dem Hebeldiagramm der 4, verwendet aber eine andere Konfiguration von dem linken Hebel entsprechenden Planetenradsätzen. Die Eingangswelle 10 wird durch den Fahrzeugmotor vorzugsweise über einen Drehmomentwandler angetrieben. Die Ausgangswelle 12 treibt die Fahrzeugräder vorzugsweise über ein Differenzial an.
Vier einfache Planetenradsätze 80, 90, 100 und 110 haben jeweils ein Sonnenrad mit einer Außenverzahnung, ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung, einen Planetenradträger und einen Satz Planetenräder, die relativ zu dem Träger drehbar gelagert sind und sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad in Eingriff stehen. Das Sonnenrad 92 ist fest mit der Eingangswelle 10 verbunden. Das Hohlrad 114 ist fest mit der Getriebeausgangswelle 12 verbunden. Das Hohlrad 84, der Träger 96 und der Träger 106 sind fest miteinander verbunden. Analog dazu sind der Träger 86, das Hohlrad 94, das Sonnenrad 102 und das Sonnenrad 112 fest miteinander verbunden. Vorgeschlagene Zähnezahlen für diese Zahnräder sind in 6 gezeigt.
Vier Bremsen 60, 62, 64 und 66 sichern selektiv bestimmte Elemente gegen Drehung, wobei ein Reaktionsmoment bereitgestellt wird. Die Bremse 60 hält das Hohlrad 84, den Träger 96 und den Träger 106 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Bremse 62 hält das Sonnenrad 82 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Bremse 64 hält den Träger 86, das Hohlrad 94, das Sonnenrad 102 und das Sonnenrad 112 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Bremse 66 hält den Träger 116 selektiv an das Getriebegehäuse 14. Die Kupplung 68 verbindet die Eingangswelle 10 selektiv mit dem Träger 116. Die Kupplung 70 verbindet das Hohlrad 104 selektiv mit dem Träger 116.
Die 7 zeigt die Zustände der Kupplungen für jedes der neun Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und das eine Rückwärtsdrehzahlverhältnis. Der Betrieb dieser Ausführungsform ist mit dem Betrieb der Ausführungsform der 1–3, wie oben beschrieben, identisch.
Die Zahnradsätze 80, 90 und 100 bilden eine Getriebeanordnung, die ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen fünf Wellen vorgibt, wie durch den linken Hebel in 4 dargestellt ist. Die Welle A enthält das Sonnenrad 92. Die Welle B enthält das Hohlrad 104. Die Welle C enthält das Hohlrad 84, den Träger 96 und den Träger 106. Die Welle D enthält den Träger 86, das Hohlrad 94 und das Sonnenrad 102. Die Welle E enthält das Sonnenrad 82. Der Zahnradsatz 110 gibt das lineare Drehzahlverhältnis vor, das durch den rechten Hebel in 4 dargestellt ist. Die Welle D enthält das Sonnenrad 112, das fest mit den vorstehend genannten Elementen verbunden ist. Die Welle F enthält den Träger 116. Die Welle G enthält das Hohlrad 114.
Wenn die Zahnradsätze der 5 die in 6 angegebenen Zähnezahlen aufweisen, entspricht die Drehzahl von Welle B dem 0,5762-Fachen der Drehzahl von Welle D plus dem (1–0,5762)-Fachen der Drehzahl von Welle A. Analog dazu entspricht die Drehzahl von Welle C dem 0,6967-Fachen der Drehzahl von Welle D plus dem (1–0,6967)-Fachen der Drehzahl von Welle A. Die Drehzahl von Welle D entspricht dem 0,5671-Fachen der Drehzahl von Welle E plus dem (1–0,5671)-Fachen der Drehzahl von Welle A. Schließlich entspricht die Drehzahl von Welle F dem 0,3364-Fachen der Drehzahl von Welle D plus dem (1–0,3364)-Fachen der Drehzahl von Welle G. Jede alternative Getriebekonfiguration, die ungefähr ebendiese Beziehungen erzeugt, kann an die Stelle gesetzt werden, ohne von dem Grundgedanken dieser Erfindung abzuweichen.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Ausgestaltungen beschreiben, die von den Ansprüchen erfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher beschreibende als einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben wurde, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen möglicherweise so beschrieben worden sind, als würden sie Vorteile bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt werden, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass Kompromisse in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale bzw. eine oder mehrere Eigenschaften eingegangen werden können, um gewünschte Attribute des Gesamtsystems zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Daher sind Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen erwünscht sein.

Claims

Getriebe, umfassend: einen ersten Zahnradsatz, der selektiv ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis zwischen einem Eingang und einer ersten Welle erzeugt; einen zweiten Zahnradsatz, der selektiv ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Welle und einer zweiten Welle erzeugt; einen dritten Zahnradsatz, der ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen dem Eingang, der zweiten Welle und der ersten Welle erzeugt; und einen vierten Zahnradsatz, der ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Welle, einer dritten Welle und einem Ausgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein erstes Sonnenrad, das fest mit dem Eingang verbunden ist; ein erstes Hohlrad als erste Welle; einen ersten Planetenradträger; einen ersten Satz Planetenräder, der von dem ersten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem ersten Sonnenrad als auch mit dem ersten Hohlrad in Eingriff steht; und eine erste Bremse, die den ersten Planetenradträger selektiv gegen Drehung sichert.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der zweite Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein zweites Sonnenrad; ein zweites Hohlrad als zweite Welle; einen zweiten Planetenradträger als erste Welle; einen zweiten Satz Planetenräder, der von dem zweiten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem zweiten Sonnenrad als auch mit dem zweiten Hohlrad in Eingriff steht; und eine zweite Bremse, die das zweite Sonnenrad selektiv gegen Drehung sichert.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der dritte Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein drittes Sonnenrad, das fest mit dem Eingang verbunden ist; ein drittes Hohlrad als zweite Welle; einen dritten Planetenradträger als erste Welle; und einen dritten Satz Planetenräder, der von dem dritten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem dritten Sonnenrad als auch mit dem dritten Hohlrad in Eingriff steht.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der vierte Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein viertes Sonnenrad als erste Welle; ein viertes Hohlrad, das fest mit dem Ausgang verbunden ist; einen vierten Planetenradträger als dritte Welle; und einen vierten Satz Planetenräder, der von dem vierten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem vierten Sonnenrad als auch mit dem vierten Hohlrad in Eingriff steht.
Getriebe nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine dritte Bremse, die selektiv die erste Welle gegen Drehung sichert; eine vierte Bremse, die selektiv die dritte Welle gegen Drehung sichert; eine erste Kupplung, die selektiv die dritte Welle mit dem Eingang verbindet; und eine zweite Kupplung, die selektiv die dritte Welle mit der zweiten Welle verbindet.
Getriebe, umfassend: einen ersten Zahnradsatz, der selektiv ein proportionales Drehzahlverhältnis zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle erzeugt; einen zweiten Zahnradsatz, der ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen einem Eingang, der zweiten Welle und der ersten Welle erzeugt; einen dritten Zahnradsatz, der selektiv ein lineares Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Welle, der zweiten Welle und einer dritten Welle erzeugt; und einen vierten Zahnradsatz, der ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Welle, der dritten Welle und einem Ausgang erzeugt.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei der erste Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein erstes Sonnenrad; ein erstes Hohlrad als zweite Welle; einen ersten Planetenradträger als erste Welle; einen ersten Satz Planetenräder, der von dem Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem ersten Sonnenrad als auch mit dem ersten Hohlrad in Eingriff steht; und eine erste Bremse, die das erste Sonnenrad selektiv gegen Drehung sichert.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei der zweite Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein zweites Sonnenrad, das fest mit dem Eingang verbunden ist; ein zweites Hohlrad als erste Welle; einen zweiten Planetenradträger als zweite Welle; und einen zweiten Satz Planetenräder, der von dem zweiten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem zweiten Sonnenrad als auch mit dem zweiten Hohlrad in Eingriff steht.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei der dritte Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein drittes Sonnenrad als erste Welle; ein drittes Hohlrad; einen dritten Planetenradträger als zweite Welle; einen dritten Satz Planetenräder, der von dem dritten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem dritten Sonnenrad als auch mit dem dritten Hohlrad in Eingriff steht; und eine erste Kupplung, die das dritte Hohlrad selektiv mit der dritten Welle verbindet.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei der vierte Zahnradsatz Folgendes umfasst: ein viertes Sonnenrad als erste Welle; ein viertes Hohlrad, das fest mit dem Ausgang verbunden ist; einen vierten Planetenradträger als dritte Welle; und einen vierten Satz Planetenräder, der von dem vierten Planetenradträger getragen wird und sowohl mit dem vierten Sonnenrad als auch mit dem vierten Hohlrad in Eingriff steht.
Getriebe nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine zweite Bremse, die die erste Welle selektiv gegen Drehung sichert; eine dritte Bremse, die die zweite Welle selektiv gegen Drehung sichert; eine vierte Bremse, die die dritte Welle selektiv gegen Drehung sichert; und eine zweite Kupplung, die die dritte Welle selektiv mit dem Eingang verbindet.
Getriebe, umfassend: eine erste Getriebeanordnung, die so konfiguriert ist, dass sie ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen einem Eingang, einer ersten Welle, einer zweiten Welle, einer dritten Welle und einer vierten Welle erzeugt; eine zweite Getriebeanordnung, die so konfiguriert ist, dass sie ein festes lineares Drehzahlverhältnis zwischen einem Ausgang, einer fünften Welle und der dritten Welle erzeugt; eine erste Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie die fünfte Welle selektiv mit der ersten Welle verbindet; eine erste Bremse, die so konfiguriert ist, dass sie die fünfte Welle selektiv gegen Drehung sichert; eine zweite Bremse, die so konfiguriert ist, dass sie die zweite Welle selektiv gegen Drehung sichert; und eine Steuerung, die so programmiert ist, dass sie zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein Underdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Bremse und die zweite Bremse betätigt.
Getriebe nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine zweite Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie die fünfte Welle selektiv mit dem Eingang verbindet, wobei die Steuerung ferner so programmiert ist, dass sie zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein erstes Overdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die zweite Kupplung einrückt und die zweite Bremse betätigt.
Getriebe nach Anspruch 14, ferner umfassend: eine dritte Bremse, die so konfiguriert ist, dass sie die dritte Welle selektiv gegen Drehung sichert; eine vierte Bremse, die so konfiguriert ist, dass sie die vierte Welle selektiv gegen Drehung sichert, wobei die Steuerung ferner so programmiert ist, dass sie zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein Rückwärtsdrehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Bremse und die vierte Bremse betätigt; zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein zweites Underdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Bremse betätigt und die erste Kupplung einrückt; zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein drittes Underdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Kupplung einrückt und die zweite Bremse betätigt; zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein viertes Underdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Kupplung einrückt und die dritte Bremse betätigt, zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein fünftes Underdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Kupplung einrückt und die vierte Bremse betätigt, zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein Direktantriebs-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die erste Kupplung und die zweite Kupplung einrückt, zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein zweites Overdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die zweite Kupplung einrückt und die vierte Bremse betätigt, und zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein drittes Overdrive-Drehzahlverhältnis erzeugt, indem sie die zweite Kupplung einrückt und die dritte Bremse betätigt.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei die erste Getriebeanordnung Folgendes umfasst: einen ersten einfachen Planetenradsatz mit einem ersten Sonnenrad, das fest mit dem Eingang verbunden ist, einem ersten Träger als zweite Welle und einem ersten Hohlrad als dritte Welle; einen zweiten einfachen Planetenradsatz mit einem zweiten Sonnenrad als vierte Welle, einem zweiten Träger, der fest mit dem ersten Hohlrad verbunden ist, und einem zweiten Hohlrad als erste Welle; und einen dritten einfachen Planetenradsatz mit einem dritten Sonnenrad, das fest mit dem Eingang verbunden ist, einem dritten Planetenradträger, der fest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, und einem dritten Hohlrad, das fest mit dem zweiten Träger verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei die erste Getriebeanordnung Folgendes umfasst: einen ersten einfachen Planetenradsatz mit einem ersten Sonnenrad als vierte Welle, einem ersten Träger als dritte Welle und einem ersten Hohlrad als zweite Welle; einen zweiten einfachen Planetenradsatz mit einem zweiten Sonnenrad, das fest mit dem Eingang verbunden ist, einem zweiten Träger, der fest mit dem ersten Hohlrad verbunden ist, und einem zweiten Hohlrad, das fest mit dem ersten Träger verbunden ist; und einen dritten einfachen Planetenradsatz mit einem dritten Sonnenrad, das fest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, einem dritten Träger, der fest mit dem zweiten Träger verbunden ist, und einem dritten Hohlrad als erste Welle.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei die zweite Getriebeanordnung einen vierten einfachen Planetenradsatz umfasst, der ein viertes Sonnenrad als dritte Welle, einen vierten Träger als fünfte Welle und ein viertes, fest mit dem Ausgang verbundenes Hohlrad aufweist.