DE102018100678B4 - Automatisch schaltbare getriebeautomatik - Google Patents

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Abstract

Automatisch schaltbare Getriebeautomatik (20) zur Befestigung an einer externen Leistungsquelle (14) und zum Übertragen eines Drehmoments aus der Leistungsquelle (14), wobei die Getriebeautomatik (20) umfasst:ein Eingangselement (36), das dazu konfiguriert ist, das Drehmoment der Leistungsquelle (14) aufzunehmen und um eine erste Achse (X1) zu drehen;einen Getriebezug (32) und mindestens eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (40), die jeweils funktionsfähig mit dem Eingangselement (36) verbunden sind und die zur Auswahl der Getriebeautomatik-Übersetzungsverhältnisse zusammenwirken;ein erstes Übertragungszahnrad (44), das funktionsfähig mit dem Getriebezug (32) verbunden und so konfiguriert ist, dass es um die erste Achse (X1) dreht;eine Zwischenwelle (46), die dazu konfiguriert ist, sich um eine zweite Achse (X2) zu drehen, die parallel zur ersten Achse (X1) verläuft, wobei die Zwischenwelle (46) eine Außenverzahnung (46B) aufweist;ein zweites Übertragungszahnrad (48), das drehfest an der Zwischenwelle (46) befestigt ist und mit dem ersten Übertragungszahnrad (44) kämmt;einen Elektromotor (50), der auf einer dritten Achse (X3) angeordnet ist, die parallel zur zweiten Achse (X2) verläuft und dazu konfiguriert ist, ein Drehmoment des Elektromotors (50) für das zweite Übertragungszahnrad (48) bereitzustellen; undeine Differentialbaugruppe (42), die funktionsfähig mit der Zwischenwelle (46) verbunden und dazu konfiguriert ist, eine vierte Achse (X4) zu drehen, die parallel zur zweiten Achse (X2) verläuft und dadurch ein Getriebeautomatik-Abtriebsdrehmoment zum Antreiben einer Last zu übertragen, wobei die Differentialbaugruppe (42) ein Differentialgehäuse (56) und ein am Differentialgehäuse (56) befestigtes Differentialzahnrad (58) aufweist, das mit der Außenverzahnung (46B) der Zwischenwelle (46) kämmt;dadurch gekennzeichnet ,dass die Außenverzahnung (46B) integral mit der Zwischenwelle (46) ausgebildet ist;dass die Zwischenwelle (46) eine weitere Außenverzahnung (46A) in Eingriff mit dem zweiten Übertragungszahnrad (48) aufweist;dass ferner ein Getriebeautomatik-Gehäuse (30) vorgesehen ist, wobei das Eingangselement (36), der Getriebezug (32), die mindestens eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (40), das erste Übertragungszahnrad (44), die Zwischenwelle (46), das zweite Übertragungszahnrad (48), der Elektromotor (50) und die Differentialbaugruppe (42) innerhalb des Getriebeautomatik-Gehäuses (30) gehalten und getragen werden; unddass der Elektromotor (50) einen Stator (50-1), der am Getriebeautomatik-Gehäuse (30) befestigt ist, und einen Rotor (50-2) aufweist, der an einer Rotorwelle (52) befestigt ist, wobei die Getriebeautomatik (20) weiterhin umfasst:ein drittes Übertragungszahnrad (60) in Eingriff mit dem zweiten Übertragungszahnrad (48) und einem Untersetzungsgetriebe (62), welches das dritte Übertragungszahnrad (60) funktionsfähig mit der Rotorwelle (52) verbindet und so konfiguriert ist, dass es ein Übersetzungsverhältnis dazwischen erzeugt, wobei das Untersetzungsgetriebe (62) ein Planetengetriebe ist, das ein an dem Getriebeautomatik-Gehäuse (30) befestigtes Hohlrad (62-1), ein an dem dritten Übertragungszahnrad (60) befestigtes Trägerelement und ein Sonnenrad umfasst, dessen Funktion die Rotorwelle (52) übernimmt, wobei die Rotorwelle (52) in Bezug auf das Getriebeautomatik-Gehäuse (30) über eine Vielzahl von Lagern (53) getragen wird.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die Offenbarung bezieht sich auf eine automatisch schaltbare Getriebeautomatik mit einem internen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielweise aus der DE 10 2004 045 932 A1 bekannt. Eine der Art nach im Wesentlichen vergleichbare Getriebeautomatik mit einem internen Elektromotor ist ferner aus der DE 10 2011 009 015 A1 bekannt. Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die DE 10 2004 038 362 A1 verwiesen.
  • In modernen Kraftfahrzeugen kommt häufig ein Antriebsstrang mit einer Kraftquelle zum Einsatz, wie zum Beispiel ein Verbrennungsmotor, ein mehrstufiges, automatisch schaltbares oder Automatikgetriebe sowie ein Differential- oder Achsgetriebe. In Fällen, in denen das Automatikgetriebe das Differential integriert, wird die resultierende Baugruppe dann typischerweise als Getriebeautomatik identifiziert. Bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb (FWD) kann der Antriebsstrang einschließlich der Getriebeautomatik quer zur Fahrzeuglängsachse montiert werden. Eine quer eingebaute Getriebeautomatik ermöglicht es, den Antriebsstrang zu packen und das Drehmoment der Kraftquelle auf die angetriebenen Räder in einem begrenzten Raum unter der Motorhaube zu übertragen.
  • Ein Mehrgang-Automatikgetriebe erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs durch Ermöglichen des Motors mehrere Male durch seinen Drehmomentbereich zu arbeiten, ohne dass ein Fahrer des Fahrzeugs manuell bestimmte Drehzahlverhältnisse auswählen muss. Die Anzahl der Vorwärtsgänge oder Drehzahlverhältnisse, die im Getriebe verfügbar sind, bestimmt, wie oft der Drehmomentbereich des Motors wiederholt durchlaufen wird. Eine Getriebeautomatik, wie die vorstehend beschriebene, kann ein Untersetzungs- oder Planetengetriebe oder ein auf einer parallelen Welle montiertes Getriebe, wie beispielsweise in einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT), verwenden, um bestimmte Drehzahlverhältnisse zu beeinflussen.
  • Eine moderne Getriebeautomatik wird typischerweise von einer elektronischen Steuerung gesteuert, die entweder eine dedizierte Getriebesteuereinheit (TCU) oder ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM) sein kann, das zum Steuern des gesamten Antriebsstrangs einschließlich der Leistungsquelle konfiguriert ist. Die entsprechende Steuerung verwendet im Allgemeinen Daten, die über Sensoren aus verschiedenen Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden, um zu berechnen, wie und wann im Fahrzeug geschaltet werden muss, um optimale Leistung, Kraftstoffverbrauch und Schaltqualität zu erreichen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine automatisch schaltbare Getriebeautomatik mit einem internen Elektromotor anzugeben, die möglichst kompakt und somit platzsparend aufgebaut ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird mit einer Getriebeautomatik mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Jedes der Planetengetriebe beinhaltet einen Planetenradsatz, der ein erstes, zweites und drittes Element aufweist. In diesem Fall kann das erste Übertragungszahnrad mit dem dritten Element des Zahnradsatzes in Eingriff stehen.
  • Das erste Zahnradelement kann ein Hohlrad sein, das zweite Element kann ein Planetenradsatzträger sein und das dritte Element kann ein Sonnenrad sein.
  • Die Getriebeautomatik kann auch eine Verriegelungsvorrichtung beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie den Elektromotor selektiv mit dem zweiten Übertragungszahnrad verbindet und dadurch einen variablen Drehmomenteingang des Elektromotors an das zweite Übertragungszahnrad als Drehmomenteingang des Elektromotors liefert.
  • Die Verriegelungsvorrichtung kann entweder als Synchronisierer oder als Klauenkupplung konfiguriert werden.
  • Ein Fahrzeug mit der automatisch schaltbaren Getriebeautomatik, die extern an einer Leistungsquelle montiert und so konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment der Leistungsquelle überträgt, wird ebenfalls offenbart.
  • Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) und der besten Art(en) zur Umsetzung der beschriebenen Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und hinzugefügten Ansprüchen ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das einen Antriebsstrang verwendet, der einen Verbrennungsmotor beinhaltet, der mit einer automatischen Getriebeautomatik verbunden ist, die einen Elektromotor gemäß der Offenbarung integriert.
    • 2 ist eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht der in 1 dargestellten automatischen Getriebeautomatik.
    • 3 ist eine schematische Nahansicht des in den 1 und 2 dargestellten Elektromotors.
    • 4 ist eine schematische Vorderansicht der in den 1 und 2 dargestellten automatischen Getriebeautomatik, die eine relative Anordnung von Getriebeautomatik-Parallelwellen und darauf positionierten verzahnten Getriebeautomatik-Elementen darstellen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist ein Fahrzeug 10 mit einem Antriebsstrang 12 dargestellt. Das Fahrzeug 10 kann ein Nutzfahrzeug, ein Industriefahrzeug, ein Personenkraftwagen, ein Flugzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Zug oder dergleichen sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Fahrzeug 10 jede mobile Plattform sein kann, wie beispielsweise ein Flugzeug, ein Geländefahrzeug (ATV), ein Boot, eine persönliche Bewegungsvorrichtung, ein Roboter und dergleichen, um die Zwecke der vorliegenden Offenbarung zu erfüllen.
  • Antriebsstrang 12 beinhaltet eine Leistungsquelle 14, die dazu konfiguriert ist, das Drehmoment Ti für den Antrieb des Fahrzeugs 10 über angetriebene Räder 16 relativ zu einer Fahrbahnoberfläche 18 zu erzeugen. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet auch eine mehrstufige, automatisch schaltbare Getriebeautomatik 20. Der Antriebsstrang 12 ist quer im Fahrzeug 10 entlang einer allgemeinen Achse X, d. h. in etwa 90 Grad bezogen auf eine Längsachse Y des Fahrzeugs, montiert. Wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, wird eine derartige Quermontage des Antriebsstrangs 12 häufig für Packungszwecke in Fahrzeugen mit Frontantrieb (FWD) verwendet, wobei das angetriebene Straßenrad 16 nahe einem vorderen Ende 10-1 des Fahrzeugs 10 angeordnet ist.
  • Die automatische Getriebeautomatik 20 ist funktionsfähig mit der Leistungsquelle 14 verbunden, d. h. extern an der Leistungsquelle angebracht und dazu konfiguriert, das von der Leistungsquelle erzeugte Drehmoment Ti auf die angetriebenen Räder 16 zu übertragen. Die Getriebeautomatik 20 ist ferner dazu konfiguriert, das Drehmoment T, zu empfangen und dann zu multiplizieren oder zu reduzieren, um ein resultierendes Getriebeautomatik-Ausgangsdrehmoment To zum Antreiben des Fahrzeugs 10 zu erreichen. Die angetriebenen Räder 16 können mit der Getriebeautomatik 20, beispielsweise über eine Antriebswelle 22, funktionsfähig verbunden sein und konfiguriert sein, um das Getriebeautomatik-Ausgangsdrehmoment To zu empfangen. Ein Fahrzeugbeschleuniger 24, wie beispielsweise ein Pedal oder ein Hebel, ist für einen Fahrzeugführer vorgesehen, um das Motordrehmoment Ti zum Antreiben des Fahrzeugs 10 zu steuern.
  • Die Leistungsquelle 14 kann einen Verbrennungsmotor, eine Brennstoffzelle und/oder einen Elektromotor (nicht dargestellt) beinhalten, der im Fahrzeug 10 montiert ist und die automatische Getriebeautomatik 20 aufweist, die außerhalb daran montiert ist. Zur Präzision und Klarheit wird sich die vorliegende Offenbarung jedoch auf die Ausführungsform der Leistungsquelle 14 konzentrieren, die ausschließlich den Verbrennungsmotor beinhaltet. Dementsprechend, obwohl das Bezugszeichen 14 im Allgemeinen auf beliebige und dieser Ausführungsformen des vorgesehenen Antriebsstrangs gelten, wird für den Rest der vorliegenden Offenbarung das Bezugszeichen 14 verwendet, um die spezielle Ausführungsform des Antriebsstrangs zu bezeichnen, der ausschließlich den Verbrennungsmotor aufweist. Als solches wird das Leistungsquellen-Antriebsdrehmoment T, nachfolgend als Drehmoment des Motors 14 bezeichnet. Obwohl nicht dargestellt, beinhaltet der jeweilige Motor 14 eine Kurbelwelle, um eine Hin- und Herbewegung seiner Kolben (nicht dargestellt) in eine Drehbewegung umzuwandeln und das Antriebsdrehmoment TI zu erzeugen, wie es Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
  • Die Getriebeautomatik 20 ist mit dem Motor 14 an einer Motor- Getriebeautomatik-Schnittstelle unter Verwendung beliebiger geeigneter Mittel, einschließlich der Befestigungselemente (nicht dargestellt), wie beispielsweise Gewindeschrauben und Dübel, gekoppelt. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet die Getriebeautomatik 20 ein Getriebeautomatik-Gehäuse 30 zum Halten eines Getriebezugs 32, der so konfiguriert ist, dass er eine vorbestimmte Anzahl an wählbaren Getriebeübersetzungen zum wirksamen Verbinden der Motorkurbelwelle mit den angetriebenen Rädern 16 bereitstellt. Der Getriebezug 32 weist eine Anzahl an Zahnradelementen 34 auf, im Allgemeinen in der Art eines oder mehrerer Planetengetriebe, die so konfiguriert sind, dass sie eine vorgegebene Anzahl wählbarer Übersetzungsverhältnisse für die funktionelle Verbindung der Motorkurbelwelle mit den angetriebenen Rädern 16 bereitstellen. Die Getriebeautomatik 20 beinhaltet auch ein Eingangselement 36, das dazu konfiguriert ist, das Drehmoment Ti des Motors 14 zu empfangen und dieses Drehmoment auf den Getriebezug 32 zu übertragen. Wie auch in 2 dargestellt, ist das Eingangselement 36 so konfiguriert, dass es um eine erste Achse X1 dreht. Das Getriebeautomatik-Eingangselement 36 kann in der Regel selektiv mit dem Motor 14 verbunden werden, beispielsweise durch eine Fluidkopplungsvorrichtung 38, wie beispielsweise einen Drehmomentwandler.
  • Die Getriebeautomatik 20 beinhaltet auch eine oder mehrere drehmomentübertragende Vorrichtungen 40, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen, die durch das Getriebeautomatik-Gehäuse 30 zurückgehalten werden. Der Getriebezug 32 und die Drehmomentübertragungsvorrichtung(en) 40 sind funktionsfähig mit dem Eingangselement 36 verbunden und werden gemeinsam so konfiguriert, dass sie die Drehzahlverhältnisse der Getriebeautomatik so wählen, dass ein vorgegebener Betrag des Getriebeautomatik-Ausgangsdrehmoments To erzeugt wird. Das Getriebeautomatik-Übersetzungsverhältnis ist im Allgemeinen definiert als die Eingangsdrehzahl der Getriebeautomatik dividiert durch die Ausgangsdrehzahl der Getriebeautomatik. Die Umschaltung von einem Übersetzungsverhältnis auf ein anderes erfolgt typischerweise in Reaktion auf die Position des Fahrzeugbeschleunigers 24 und die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit. Beim Umschalten zwischen den Übersetzungsverhältnissen werden in der Regel eine oder mehrere „abgehende“ Drehmomentübertragungsvorrichtungen 40, die dem aktuellen Übersetzungsverhältnis zugeordnet sind, freigegeben und eine oder mehrere „ankommende“ Drehmomentübertragungsvorrichtungen 40, die dem gewünschten Übersetzungsverhältnis zugeordnet sind, eingesetzt. Die Getriebeautomatik 20 beinhaltet auch eine Differential- oder Endantriebsanordnung 42, die zum Übertragen des Getriebeautomatik-Abtriebsdrehmoments To zum Antreiben einer externen Last, wie zum Beispiel der angetriebenen Straßenräder 16, konfiguriert ist.
  • Die Getriebeautomatik 20 einhaltet ein erstes Übertragungszahnrad 44, das funktionsfähig mit dem Getriebezug 30 verbunden und so konfiguriert ist, dass es um die erste Achse X1 dreht. Wie in 2 dargestellt, kann im Getriebezug 32 ein bestimmtes Planetengetriebe, das die Getriebeelemente 34 beinhaltet, ein erstes Element 34-1, ein zweites Element 34-2 und ein drittes Element 34-3 enthalten sein. Gemäß der Offenbarung kann das erste Element 34-1 ein Hohlrad sein, das zweite Element 34-2 kann ein Planetenträger sein, der eine Vielzahl von Ritzeln trägt, und das dritte Element 34-3 kann ein Sonnenrad sein. Das erste Übertragungszahnrad 44 kann in Eingriff, d. h. verzahnt, mit dem dritten Element 34-3, d. h. dem Sonnenrad, des betreffenden Planetenradsatzes 34 sein. Die Getriebeautomatik 20 beinhaltet auch eine Zwischenwelle 46, die dazu konfiguriert ist, sich um eine zweite Achse X2 zu drehen, die parallel zur ersten Achse X1 angeordnet ist, und ein zweites Übertragungszahnrad 48, das drehbar an der Zwischenwelle befestigt ist und mit dem ersten Übertragungszahnrad 44 verzahnt ist. Insbesondere kann die Zwischenwelle 46 eine erste Außenverzahnung 46A in Eingriff mit dem zweiten Übertragungszahnrad 48 beinhalten.
  • Mit weiterem Bezug auf 2 beinhaltet die Getriebeautomatik 20 zusätzlich einen Elektromotor 50, der auf einer dritten Achse X3 angeordnet ist, die parallel zur zweiten Achse X2 angeordnet ist. Wie dargestellt, beinhaltet der Elektromotor 50 einen Stator 50-1, der am Getriebeautomatik-Gehäuse 30 befestigt ist, und einen Rotor 50-2, der an einer Rotorwelle 52 befestigt ist. Der Elektromotor 50 ist dazu konfiguriert, dem zweiten Übertragungszahnrad 48 einen Drehmomenteingang Te für den Elektromotor zur Verfügung zu stellen. Ähnlich dem Getriebezug 30, dem Eingangselement 36, der Drehmoment-Übertragungsvorrichtung(en) 40, dem ersten Übertragungszahnrad 44, der Zwischenwelle 46, dem zweiten Übertragungszahnrad 48, sowie spezifischen Elementen der Differentialbaugruppe 42, kann die Rotorwelle 52 gegenüber dem Getriebeautomatik-Gehäuse 30 über ein Lager 53, wie zum Beispiel den Wälzlagern, Hublagern, Axiallagern usw. gelagert werden. Wie in den 2 und 3 dargestellt, kann eine Verriegelungsvorrichtung 54 verwendet werden, um den Elektromotor 50 selektiv mit dem zweiten Übertragungszahnrad 48 zu verbinden und dadurch einen variablen Drehmomenteingang des Elektromotors Te für das zweite Übertragungszahnrad bereitzustellen. Eine derartige Verriegelungsvorrichtung 54 kann zum Beispiel entweder als Synchronisierer oder als Klauenkupplung ausgeführt werden.
  • Die Differentialbaugruppe 42 ist funktionsfähig mit der Zwischenwelle 46 verbunden und dazu konfiguriert ist, eine vierte Achse X4 zu drehen, die parallel zur zweiten Achse X2 angeordnet ist und dadurch ein Getriebeautomatik-Abtriebsdrehmoment To zum Antreiben einer externen Last zu übertragen. Dementsprechend sind die vier Getriebeautomatik- Drehachsen X1-X4 parallel zueinander angeordnet. Um die vorstehende Verbindung zwischen der Differentialbaugruppe 42 und der Zwischenwelle 46 zu beeinflussen, kann die Zwischenwelle 46 eine zweite Außenverzahnung 46B beinhalten, während die Differentialbaugruppe 42 ein Differentialgehäuse 56 und ein am Differentialgehäuse befestigtes Differentialzahnrad 58 beinhalten kann. Obwohl in 2 aufgrund der planaren Darstellung der Getriebeautomatik 20 nicht sofort ersichtlich, kann bei dieser Konstruktion die zweite Außenverzahnung 46B mit dem Differentialzahnkranz 58 in Eingriff stehen, um das Drehmoment vom Getriebezug 32 auf das Differentialgehäuse 56 zu übertragen. Insgesamt, wie in 2 dargestellt, ist das Getriebegehäuse 30 zusätzlich zum Getriebezug 32 so konfiguriert, dass es jedes der Getriebezüge 32, das Eingangselement 36, die Drehmomentübertragungsvorrichtung(en) 40, das erste Übertragungszahnrad 44, die Zwischenwelle 46, das zweite Übertragungszahnrad 48, den Elektromotor 50 und die Differentialbaugruppe 42 trägt.
  • Wie in 2 dargestellt, ist auf der dritten Achse X3 ein drittes Übertragungszahnrad 60 angeordnet. Das dritte Übertragungszahnrad 60 ist funktionsfähig mit dem Elektromotor 50 verbunden und befindet sich im Eingriff mit dem zweiten Übertragungszahnrad 48. Ein auf der dritten Achse X3 angeordnetes Untersetzungsgetriebe 62 kann das dritte Übertragungszahnrad 60 funktionsfähig mit der Rotorwelle 52 verbinden und so konfiguriert sein, dass es ein Übersetzungsverhältnis dazwischen erzeugt. Das Untersetzungsgetriebe 62 ist als Planetengetriebe mit einem am Getriebeautomatik-Gehäuse 30 befestigten Hohlrad 62-1 konfiguriert. Das Untersetzungsgetriebe 62 beinhaltet auch ein Trägerelement 62-2, das am dritten Übertragungszahnrad 60 befestigt ist und eine Vielzahl von Ritzeln 62-3 in Eingriff mit der Rotorwelle 52 trägt. In dieser Anordnung übernimmt die Rotorwelle 52 die Rolle eines Sonnenrades im Planetengetriebe 62. Dementsprechend kann der Elektromotor 50 das Drehmoment des Elektromotors Te über das Untersetzungsgetriebe 62 auf das Differentialgehäuse 56 über den Differentialzahnkranz 58 übertragen. Das Elektromotor-Drehmoment Te kann auf das Differentialgehäuse 56 angewendet werden, um das Motordrehmoment T, zu unterstützen oder um einen rein elektrischen Antrieb des Fahrzeugs 10 zu bereitzustellen.
  • Die Getriebeautomatik 20 kann durch eine programmierbare Steuerung 64 gesteuert werden, um einen gewünschten Antrieb des Fahrzeugs 10 in Reaktion auf Befehle eines Bedieners des thematisierten Fahrzeugs zu erreichen. Insbesondere kann die Steuerung 64 programmiert werden, um den Betrieb der Drehmomentübertragungsvorrichtungen 40 zu steuern, um das Übersetzungsverhältnis der Getriebeautomatik 20 zu wählen, den Elektromotor 50 zu aktivieren und die Verriegelungsvorrichtung 54 einzuschalten, um einen vorbestimmten Betrag des Getriebeautomatik-Ausgangsdrehmoments To zu erzeugen. Die Steuerung 64 kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) beinhalten, die verschiedene Funktionen am Fahrzeug 10 regelt, oder sie kann als Antriebsstrangsteuermodul (PCM) konfiguriert werden, das zum Steuern des gesamten Antriebsstrangs 12 konfiguriert ist, oder als dedizierte Getriebeautomatik-Steuereinheit (TCU), die ausschließlich die Getriebeautomatik 20 steuert. Konfiguriert als CPU oder PCM für den Antriebsstrang 12, kann die Steuerung 64 eingesetzt werden, um den Betrieb der Leistungsquelle 14 und der Getriebeautomatik 20 zu steuern und zu koordinieren. In beiden Konfigurationen beinhaltet die Steuerung 64 einen Prozessor und einen greifbaren, nichtflüchtigen Speicher, der Anweisungen für den Betrieb der darin programmierten Getriebeautomatik 20 beinhaltet. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessanweisungen beteiligt ist. Solch ein beschreibbares Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien.
  • Nicht flüchtige Medien für die Steuerung 64 können beispielsweise optische oder magnetische Disks und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden einschließlich der Leiter, aus denen ein mit dem Prozessor gekoppelter Systembus besteht. Der Speicher der Steuerung 64 kann auch ein anderes geeignetes Medium, eine Diskette, eine Festplatte, ein Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein anderes optisches Medium usw. beinhalten. Die Steuerung 64 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware konfiguriert oder ausgestattet sein, wie etwa mit einem Hochgeschwindigkeitstakt, erforderlichen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltungen, allen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -vorrichtungen (I/O), sowie geeigneten Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltungen. Algorithmen, die für die Steuerung 64 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität der Getriebeautomatik 20 bereitzustellen.

Claims (5)

  1. Automatisch schaltbare Getriebeautomatik (20) zur Befestigung an einer externen Leistungsquelle (14) und zum Übertragen eines Drehmoments aus der Leistungsquelle (14), wobei die Getriebeautomatik (20) umfasst: ein Eingangselement (36), das dazu konfiguriert ist, das Drehmoment der Leistungsquelle (14) aufzunehmen und um eine erste Achse (X1) zu drehen; einen Getriebezug (32) und mindestens eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (40), die jeweils funktionsfähig mit dem Eingangselement (36) verbunden sind und die zur Auswahl der Getriebeautomatik-Übersetzungsverhältnisse zusammenwirken; ein erstes Übertragungszahnrad (44), das funktionsfähig mit dem Getriebezug (32) verbunden und so konfiguriert ist, dass es um die erste Achse (X1) dreht; eine Zwischenwelle (46), die dazu konfiguriert ist, sich um eine zweite Achse (X2) zu drehen, die parallel zur ersten Achse (X1) verläuft, wobei die Zwischenwelle (46) eine Außenverzahnung (46B) aufweist; ein zweites Übertragungszahnrad (48), das drehfest an der Zwischenwelle (46) befestigt ist und mit dem ersten Übertragungszahnrad (44) kämmt; einen Elektromotor (50), der auf einer dritten Achse (X3) angeordnet ist, die parallel zur zweiten Achse (X2) verläuft und dazu konfiguriert ist, ein Drehmoment des Elektromotors (50) für das zweite Übertragungszahnrad (48) bereitzustellen; und eine Differentialbaugruppe (42), die funktionsfähig mit der Zwischenwelle (46) verbunden und dazu konfiguriert ist, eine vierte Achse (X4) zu drehen, die parallel zur zweiten Achse (X2) verläuft und dadurch ein Getriebeautomatik-Abtriebsdrehmoment zum Antreiben einer Last zu übertragen, wobei die Differentialbaugruppe (42) ein Differentialgehäuse (56) und ein am Differentialgehäuse (56) befestigtes Differentialzahnrad (58) aufweist, das mit der Außenverzahnung (46B) der Zwischenwelle (46) kämmt; dadurch gekennzeichnet , dass die Außenverzahnung (46B) integral mit der Zwischenwelle (46) ausgebildet ist; dass die Zwischenwelle (46) eine weitere Außenverzahnung (46A) in Eingriff mit dem zweiten Übertragungszahnrad (48) aufweist; dass ferner ein Getriebeautomatik-Gehäuse (30) vorgesehen ist, wobei das Eingangselement (36), der Getriebezug (32), die mindestens eine Drehmomentübertragungsvorrichtung (40), das erste Übertragungszahnrad (44), die Zwischenwelle (46), das zweite Übertragungszahnrad (48), der Elektromotor (50) und die Differentialbaugruppe (42) innerhalb des Getriebeautomatik-Gehäuses (30) gehalten und getragen werden; und dass der Elektromotor (50) einen Stator (50-1), der am Getriebeautomatik-Gehäuse (30) befestigt ist, und einen Rotor (50-2) aufweist, der an einer Rotorwelle (52) befestigt ist, wobei die Getriebeautomatik (20) weiterhin umfasst: ein drittes Übertragungszahnrad (60) in Eingriff mit dem zweiten Übertragungszahnrad (48) und einem Untersetzungsgetriebe (62), welches das dritte Übertragungszahnrad (60) funktionsfähig mit der Rotorwelle (52) verbindet und so konfiguriert ist, dass es ein Übersetzungsverhältnis dazwischen erzeugt, wobei das Untersetzungsgetriebe (62) ein Planetengetriebe ist, das ein an dem Getriebeautomatik-Gehäuse (30) befestigtes Hohlrad (62-1), ein an dem dritten Übertragungszahnrad (60) befestigtes Trägerelement und ein Sonnenrad umfasst, dessen Funktion die Rotorwelle (52) übernimmt, wobei die Rotorwelle (52) in Bezug auf das Getriebeautomatik-Gehäuse (30) über eine Vielzahl von Lagern (53) getragen wird.
  2. Automatisch schaltbare Getriebeautomatik nach Anspruch 1, wobei der Getriebezug (32) einen Planetenradsatz (34) mit ersten, zweiten und dritten Elementen (34-1, 34-2, 34-3) beinhaltet, und wobei das erste Übertragungszahnrad (44) in Eingriff mit dem dritten Element (34-2) des Zahnradsatzes ist.
  3. Automatisch schaltbare Getriebeautomatik nach Anspruch 2, wobei das erste Element (34-1) ein Hohlrad, das zweite Element (34-2) ein Planetenträger ist und das dritte Element (34-3) ein Sonnenrad ist.
  4. Automatisch schaltbare Getriebeautomatik nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Verriegelungsvorrichtung (54), die dazu konfiguriert ist, den Elektromotor (50) selektiv mit dem zweiten Übertragungszahnrad (48) zu verbinden und dadurch einen variablen Drehmomenteingang des Elektromotors (50) an das zweite Übertragungszahnrad (48) als Drehmomenteingang des Elektromotors (50) bereitzustellen.
  5. Automatisch schaltbare Getriebeautomatik nach Anspruch 4, wobei die Verriegelungsvorrichtung (54) als eine von einem Synchronisierer und einer Klauenkupplung konfiguriert ist.
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