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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe und spezieller
ein automatisch schaltbares Getriebe mit einer kleinen Anzahl an
Kupplungen, die vielfache Geschwindigkeiten ermöglichen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Es
werden eine Vielzahl von Planetengetriebesätzen, Kupplungen und Bremsen
häufig
als automatisch schaltbares Getriebe für ein Fahrzeug verwendet. Das
automatisch schaltbare Getriebe, welches in der offengelegten japanischen
Patentveröffentlichung
JP 2000-199549 A offenbart
ist, stellt ein Beispiel für
ein automatisch schaltbares Getriebe dar, bei dem drei Paare an
Planetengetriebesätzen, drei
Kupplungen und zwei Bremsen sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten bzw. Vorwärtsgänge ermöglichen.
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Da
sich jedoch eine Kupplung dreht, sind eine Trommel, ein Dichtungsring
und ein Zentrifugalhydraulikdruckabgleichmechanismus in einer Zylinderkammer
und ähnlichem
erforderlich. Zusätzlich
sind das Gewicht und die Kosten der Kupplungen höher als diejenigen der Bremsen.
Die Kupplung ist auch nachteilig in Bezug auf die Länge der
Welle des Getriebes.
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Aus
der
DE 42 22 911 A1 ist
ein Getriebe mit mehreren, beispielsweise sechs schaltbaren Gängen bekannt.
Es enthält
mehrere koaxial hintereinander angeordnete Planetengetriebe, die
Planetenräder
eines dieser Planetengetriebe sind auf zwei Sätze aufgeteilt. Die Planetenräder des
einen Satzes sind nur mit dem Sonnenrad, und die Planetenräder des
anderen Satzes sind nur mit dem Hohlrad dieses Planetengetriebes
in Eingriff. Ferner sind die Planetenräder beider Sätze paarweise
miteinander in Eingriff. Der für
beide Sätze
gemeinsame Planetenträger
ist durch eine Schaltbremse wahlweise frei drehbar oder festbremsbar.
Die Planetengetriebe sind antriebsmäßig miteinander verbunden und
können
wahlweise einzeln oder gemeinsam von einem Antriebsrotationselement
angetrieben werden.
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Ein
weiterer Übertragungsmechanismus
in Form eines Planetengetriebes, das geeignet ist, in einem Automatikgetriebe
eine Vielzahl von Gangstufen einzustellen, ist aus der
US 5 226 862 A bekannt. Dieser Übertragungsmechanismus
umfasst dabei ein Planetengetriebe mit Doppelplanet.
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Ein
in der
EP 1 030 077
A2 offenbartes Mehrstufengetriebe für Fahrzeuge umfasst ferner
einen Drehmomentwandler, drei einfache Planetengetriebeeinheiten,
Einwegkupplungen und -bremsen sowie Reibungskupplungen und -bremsen.
Durch Lösen und
in Eingriff bringen der Reibungseingriffelemente werden die entsprechenden
Gangstufen eingestellt.
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Die
US 5 435 792 A offenbart
schließlich
ein weiteres automatisch schaltbares Getriebe mit einem Reduktions-Planetengetriebe,
das mit der Antriebswelle verbunden ist, um ein Reaktionskraft-Element zu
befestigen, um eine Reduktionsdrehzahl an ein Ausgangselement auszugeben.
Ferner ist ein weiterer Planetengetriebesatz offenbart, der eine
Schaltdrehzahl nach Eingabe der Reduktionsdrehzahl ausgibt. Beim
Fahren im ersten Gang ist eine Übertragungspassage
bereitgestellt, in welcher an einem Element des Reduktions-Planetengetriebes
und des weiteren Planetengetriebesatzes erzeugt Kräfte übertragen
werden. In dieser Passage ist eine Torsionsrichtung der Spiralzähne der
jeweiligen Elemente derart eingestellt, daß eine Kraftrichtung auf das
Element und eine Richtung einer zweiten Kraft während des Fahrens im ersten
Gang voneinander verschieden sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die zuvor erläuterten
Probleme besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, mit Hilfe von
zwei Kupplungen sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten
bzw. Vorwärtsgänge zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mit dem automatisch schaltbaren Getriebe gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gebetriebes sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Bei
dem automatisch schaltbaren Getriebe ist dabei eine Eingangswelle
zum Übertragen
einer Drehung zum automatisch schaltbaren Getriebe vorgesehen. Ferner
weist das Getriebe auf: einen ersten Planetengetriebesatz, der drei
Drehelemente bestehend aus einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem
Träger
aufweist, wobei das Sonnenrad dadurch drehbar angetrieben wird,
dass es mit der Eingangswelle verbunden ist, und das Hohlrad hinsichtlich
einer Drehung selektiv anhaltbar ist, so dass der Träger in Bezug
auf die Drehung der Eingangswelle verzögerbar ist und die Drehung
als ein Zwischenabtriebsteil ausgeben kann, einen zweiten Planetengetriebesatz
und einen dritten Planetengetriebesatz, die ein erstes Drehelement,
ein zweites Drehelement, ein drittes Drehelement und ein viertes
Drehelement enthalten. Ferner sind vorgesehen eine erste Bremse zum
selektiven Anhalten des ersten Drehelements, eine zweite Bremse
zum selektiven Anhalten des zweiten Drehelements, eine dritte Bremse
zum selektiven Anhalten des Hohlrads, eine erste Kupplung zum selektiven
Verbinden der Eingangswelle und des vierten Drehelements, eine zweite
Kupplung zum selektiven Verbinden der Eingangswelle und des zweiten
Drehelements, und eine Ausgangswelle zum Übertragen der Drehung vom dritten
Drehelement. Ein erster Gang wird durch in Eingriff bringen der
ersten Kupplung und der zweiten Bremse erreicht, ein zweiter Gang
durch in Eingriff bringen der ersten Kupplung und der ersten Bremse
erreicht, ein dritter Gang durch in Eingriff bringen der ersten
Kupplung und der dritten Bremse erreicht, ein vierter Gang durch
in Eingriff bringen der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung erreicht,
ein fünfter
Gang durch in Eingriff bringen der zweiten Kupplung und der dritten Bremse
erreicht, ein sechster Gang durch in Eingriff bringen der zweiten
Kupplung und der ersten Bremse erreicht, und ein Rückwärtsgang
wird durch in Eingriff bringen der zweiten Bremse und der dritten
Bremse erreicht.
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Gemäß dem automatisch
schaltbaren Getriebe der Erfindung, welches in der oben erläuterten Weise
konstruiert ist, werden die sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten oder Vorwärtsgänge durch
drei Paare von Planetengetriebesätzen,
zwei Kupplungen und drei Bremsen erreicht. Als ein Ergebnis kann
das Gewicht, können
die Kosten und die Wellenlänge
um einen Betrag reduziert werden, der einer Zahl von weniger Kupplungen
entspricht, und zwar verglichen mit dem Fall, wenn drei Kupplungen
und zwei Bremsen verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Ansicht, die zur Erläuterung
eines automatisch schaltbaren Getriebes für ein Fahrzeug dient, welches
nicht Gegenstand der Erfindung ist, wobei 1A eine
schematische Darstellung des Getriebes zeigt und 1B eine
Schalttabelle zum Erreichen von jeder Geschwindigkeit ist;
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2 zeigt
ein Hebeldiagramm der Getriebedarstellung aus 1;
und
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3 zeigt
eine schematische Darstellung, die ein anderes nicht zur Erfindung
gehörendes
Getriebe veranschaulicht und die äquivalent zu 1A ist;
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4 zeigt eine Ansicht, die eine Ausführungsform
eines Getriebes der Erfindung darstellt; und
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5 zeigt
ein Hebeldiagramm der Getriebedarstellung von 4.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Erfindung wird in bevorzugter Weise bei einem automatisch schaltbaren
Getriebe für
ein Fahrzeug angewendet. Bei der Erfindung wird beispielsweise eine
Drehung von einer Energiequelle zum Antreiben eingegeben, wie beispielsweise
von einer Brennkraftmaschine oder ähnlichem, und zwar über eine
Strömungsmittelkopplung,
wie beispielsweise einem Drehmomentwandler oder ähnlichem. Es wird dann die
Drehzahl gemäß einem
vorbestimmten Untersetzungsverhältnis
geändert
und wird auf rechte und linke Antriebsräder von einem Ausgangsteil,
wie beispielsweise einem Ausgangsgetriebe, einer Ausgangswelle oder ähnlichem über einen Differentialgetriebesatz übertragen.
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Im
folgenden wird zur besseren Verständlichkeit eine nicht zur Erfindung
gehörende
Ausführungsform
in Einzelheiten unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.
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Das
Gangverhältnis
oder Untersetzungsverhältnis
ist ein Verhältnis
aus der Drehzahl des Eingangsteiles zur Drehzahl des Ausgangsteiles
(es ist gleich der Drehzahl des Eingangsteiles geteilt durch die
Drehzahl des Ausgangsteiles).
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1A zeigt
eine schematische Darstellung des automatisch schaltbaren Getriebes 10 für ein Fahrzeug
gemäß einer
nicht zur Erfindung gehörenden
Ausführungsform. 1B zeigt
eine Schalttabelle, welche die Eingriffselemente und die Untersetzungsverhältnisse
veranschaulicht, wenn eine Vielzahl von Geschwindigkeiten bzw. Gangstufen
erreicht werden. Dieses automatisch schaltbare Getriebe 10 für ein Fahrzeug
ist für
FF (Frontmaschine und Frontantrieb) Fahrzeuge und ähnliches
ausgelegt, mit einer quer montierten Maschine. Ein erster Übertragungsabschnitt 14 und
ein zweiter Übertragungsabschnitt 20 sind
auf der gleichen axialen Linie angeordnet und ändern die Drehzahl der Eingangswelle 22,
wonach sie diese Drehzahl von einem Ausgangszahnrad bzw. einer Ausgangswelle 24 ausgeben.
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Der
erste Übertragungsabschnitt
ist hauptsächlich
aus einem ersten Planetengetriebesatz 12 mit Doppelritzel
konstruiert. Darüber
hinaus ist der zweite Übertragungsabschnitt
hauptsächlich
aus einem zweiten Planetengetriebesatz 16 mit Einzelritzel und
einem dritten Planetengetriebesatz 18 mit Doppelritzel
konstruiert.
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Die
Eingangswelle 22 ist äquivalent
dem Eingangsteil und ist beispielsweise durch eine Turbinenwelle
des Drehmomentwandlers gebildet, die durch eine Energiequelle zum
Antreiben, wie beispielsweise eine Maschine, drehbar angetrieben
wird. Die Ausgangswelle 24 ist äquivalent dem Ausgangsteil und
treibt drehbar das rechte und das linke Rad über den Differentialgetriebesatz
an. Das automatische Getriebe 10 für ein Fahrzeug ist im wesentlichen symmetrisch
in bezug auf eine Mittellinie konstruiert. Die Hälfte unterhalb der Mittellinie
ist in 1A weggelassen. Dies trifft
auch für
die folgende Ausführungsform
zu.
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Der
erste Planetengetriebesatz 12, der in dem ersten Übertragungsabschnitt 14 enthalten
ist, ist mit drei Drehelementen ausgestattet: einem Sonnenrad S1,
einem Träger
CA1 und einem Hohlrad R1. Das Sonnenrad S1 ist mit der Eingangswelle 22 verbunden
und wird drehbar angetrieben, während der
Träger
CA1 feststehend ist, so daß er
sich nicht dreht, und an einem Gehäuse 26 über eine
dritte Bremse B3 befestigt ist, so daß das Hohlrad R1 verzögert und
die Drehung in Form eines Zwischenausgangsteiles in bezug auf die
Eingangswelle 22 ausgibt. Darüber hinaus sind der zweite
Planetengetriebesatz 16 und der dritte Planetengetriebesatz 18,
die in dem zweiten Übertragungsabschnitt 20 enthalten sind,
aus vier Drehelementen konstruiert entsprechend RM1 bis RM4, und
zwar durch Abschnitte von jedem Getriebesatz, die miteinander verbunden
sind. Spezifischer ausgedrückt,
ist das erste Drehelement aus dem Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebesatzes 18 gebildet.
Zusätzlich
ist das zweite Drehelement RM2 aus dem Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 und
dem Hohlrad R3 des dritten Planetengetriebesatzes 18 gebildet,
die miteinander verbunden sind. Ferner ist das dritte Drehelement
RM3 aus dem Träger
CA2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 und dem Träger CA3
des dritten Planetengetriebesatzes 18 konstruiert, die
miteinander verbunden sind. Ferner ist das vierte Drehelement RM4
aus dem Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 konstruiert.
Bei dem zweiten Planetengetriebesatz 16 und dem dritten Planetengetriebesatz 18 sind
die Träger
CA2 und CA3 als auch die Hohlräder
R2 und R3 jeweils auf einem gemeinsamen Teil konstruiert. Zusätzlich ist
der zweite Planetengetriebesatz 16 und der dritte Planetengetriebesatz 18 mit
den Trägern
CA2 und CA3 konstruiert und die Hohlräder R2 und R3 bilden gemeinsame
Teile und machen einen Getriebezug vom Ravigneaux-Typ aus, bei dem
ein Planet des zweiten Planetengetriebesatzes 16 auch als
ein Planet des dritten Planetengetriebesatzes 18 dient.
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Das
erste Drehteil RM1 (Sonnenrad S3) ist selektiv mit dem Gehäuse 26 verbunden
und wird an einer Drehung durch eine erste Bremse B1 gestoppt. Das
zweite Drehelement RM2 (Hohlräder
R2 und R3) sind selektiv mit dem Gehäuse 26 verbunden und werden
an einer Drehung durch die zweite Bremse B2 gestoppt. Das vierte
Drehelement RM4 (Sonnenrad S2) kann selektiv mit der Eingangswelle 22 über eine
erste Kupplung C1 verbunden werden. Das zweite Drehelement RM2 (Hohlräder R2 und
R3) kann selektiv mit der Eingangswelle 22 über eine zweite
Kupplung C2 verbunden werden. Das erste Drehelement RM1 (Sonnenrad
S3) ist einstückig oder
zusammenhängend
mit dem Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes 12 verbunden,
welches das Zwischenausgangsteil darstellt. Das dritte Drehelement
RM3 (Träger
CA2 und CA3) ist einstückig
oder zusammenhängend
mit der Ausgangswelle 24 verbunden und gibt die Drehung
aus.
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Jede
der Einrichtungen gemäß der ersten Bremse
B1, der zweiten Bremse B2, der dritten Bremse B3, der ersten Kupplung
C1 und der zweiten Kupplung C2 besteht aus einer Vielfachscheibenhydraulikreibvorrichtung,
die unter Verwendung eines hydraulischen Zylinders einen Reibeingriff
realisiert. Ferner ist eine Einwegkupplung F parallel zu der zweiten
Bremse B2 zwischen dem Drehelement RM2 und dem Gehäuse 26 vorgesehen,
um eine positive Drehung (das heißt in der gleichen Drehrichtung
wie derjenigen der Eingangswelle 22) des zweiten Drehelements
RM2 zuzulassen und eine Rückwärtsdrehung
zu verhindern.
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2 zeigt
ein Hebeldiagramm, das die Drehzahl von jedem Drehelement in dem
ersten Übertragungsabschnitt 14 und
dem zweiten Übertragungsabschnitt 20 in
einer geraden Linie darstellt. Die untere horizontale Linie repräsentiert
die Drehzahl ”0”, während die
obere horizontale Linie eine Drehzahl ”1,0” repräsentiert, was die gleiche Drehzahl
wie diejenige der Eingangswelle 22 ist. Zusätzlich bezeichnen
vertikale Linien des ersten Übertragungsabschnitts 14 das
Sonnenrad S1, das Hohlrad R1 und den Träger CA1, und zwar jeweils von
links nach rechts. Der Abstand zwischen diesen wird in Einklang
mit einem Untersetzungsverhältnis ρ1 des ersten
Planetengetriebesatzes 12 bestimmt (ρ1 ist gleich mit der Zahl der
Zähne an
dem Sonnenrad geteilt durch die Zahl der Zähne an dem Hohlrad). Vier vertikale
Linien des zweiten Übertragungsabschnitts 20 zeigen
das Drehelement RM1 (das Sonnenrad S3), das zweite Drehelement RM2
(die Hohlräder
R2 und R3), das dritte Drehelement RM3 (Träger CA2 und CA3) und das vierte
Drehelement (Sonnenrad S2), und zwar jeweils von links nach rechts
in der Figur. Der Abstand zwischen denselben wird in Einklang mit
einem Untersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten
Planetengetriebesatzes 16 bestimmt und auch durch ein Untersetzungsverhältnis ρ3 des dritten
Planetengetriebesatzes 18.
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Es
geht aus dem Hebeldiagramm hervor, daß dann, wenn die erste Kupplung
C1 und die zweite Bremse B2 in Eingriff gebracht werden, das vierte Drehelement
RM4 zusammenhängend
mit der Eingangswelle 22 gedreht wird und das zweite Drehelement
RM2 in seiner Drehung gestoppt wird, das dritte Drehelement RM3,
welches mit der Ausgangswelle 24 verbunden ist, mit der
Drehzahl in Drehung versetzt wird, die durch ”1” angezeigt ist. Die erste
Geschwindigkeit bzw. der erste Gang ”1”, der hier erreicht wird,
stellt das größte Untersetzungsverhältnis dar.
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Wenn
die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 eingekuppelt bzw.
in Eingriff gebracht wird, wird das vierte Drehelement RM4 zusammenhängend mit
der Eingangswelle 22 in Drehung versetzt und das erste
Drehelement RM1 wird in der Drehung gestoppt, das dritte Drehelement
RM3 wird mit der Drehzahl in Drehung versetzt, die durch ”2” angezeigt
ist. Die zweite Geschwindigkeit bzw. der zweite Gang ”2”, die bzw. der
hier erreicht wird, stellt ein kleineres Untersetzungsverhältnis als
der erste Gang ”1” dar.
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Wenn
die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 eingekuppelt bzw.
in Eingriff gebracht wird, wird das vierte Drehelement RM4 zusammenhängend mit
einer Eingangswelle 22 in Drehung versetzt und das erste
Drehelement RM1 wird über
den ersten Übertragungsabschnitt 14 verzögert, das
dritte Drehelement RM3 wird mit einer Drehzahl in Drehung versetzt,
die durch ”3” angezeigt
ist. Die dritte Geschwindigkeit bzw. der dritte Gang ”3”, die bzw. der
hier erreicht wird, stellt ein kleineres Untersetzungsverhältnis als
der zweite Gang ”2” dar.
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Wenn
die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 eingekuppelt werden
und der zweite Übertragungsabschnitt 20 zusammenhängend mit der
Eingangswelle 22 gedreht wird, wird das dritte Drehelement
RM3 mit der gleichen Drehzahl in Drehung versetzt, die durch ”4” angezeigt
ist, das heißt mit
der gleichen Drehzahl wie derjenigen der Eingangswelle 22.
Die vierte Drehzahl bzw. der vierte Gang ”4”, die bzw. der hier erreicht
wird, bildet ein kleineres Untersetzungsverhältnis als der dritte Gang bzw.
die dritte Drehzahl ”3”. Das Untersetzungsverhältnis des
vierten Ganges ”4” liegt
bei Eins.
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Wenn
die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 eingekuppelt bzw.
in Eingriff gebracht wird, wird das zweite Drehelement RM2 zusammenhängend mit
einer Eingangswelle 22 in Drehung versetzt und das erste
Drehelement RM1 wird über
den ersten Übertragungsabschnitt 14 verzögert, es
wird das dritte Drehelement RM3 mit einer Drehzahl in Drehung versetzt,
die durch ”5” angegeben
ist. Die fünfte
Drehzahl bzw. der fünfte
Gang ”5”, die bzw.
der hier erreicht wird, bildet ein kleineres Untersetzungsverhältnis als
der vierte Gang ”4”.
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Wenn
die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingekuppelt bzw.
in Eingriff gebracht wird, wird das zweite Drehelement RM2 zusammenhängend mit
der Eingangswelle 22 in Drehung versetzt und das erste
Drehelement RM1 wird selektiv in der Drehung gestoppt, es wird das
dritte Drehelement RM3 mit einer Drehzahl in Dre hung versetzt, die
durch ”6” angegeben
ist. Die sechste Drehzahl bzw. der sechste Gang ”6”, die bzw. der hier erreicht wird,
bildet ein kleineres Untersetzungsverhältnis als der fünfte Gang ”5”.
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Wenn
darüber
hinaus die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 in Eingriff
gebracht werden, wird das zweite Drehelement RM2 in der Drehung gestoppt.
Zur gleichen Zeit wird das erste Drehelement RM1 über den
ersten Übertragungsabschnitt 14 verzögert. Als
ein Ergebnis wird das dritte Drehelement RM3 in einer negativen
Richtung mit einer Drehzahl gedreht, die durch ”R” angegeben ist, gemäß welcher
ein Rückwärtsgang ”R” realisiert
wird.
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1B zeigt
eine Schalttabelle, welche die Beziehung zwischen jeder Drehzahl
und den Kupplungen C1 und C2 und den Bremsen B1 bis B3 veranschaulicht.
Ein einzelner Kreis zeigt den Eingriff bzw. die Einkupplung und
ein Doppelkreis zeigt den Eingriff bzw. ein Einkuppeln lediglich
während
einer Maschinenbremsung. Die Bremse B2, die die erste Drehzahl bzw.
den ersten Gang ”1” erreicht,
ist parallel mit der Einwegkupplung F vorgesehen, und zwar in solcher
Weise, daß es
nicht erforderlich ist, die Bremse B2 in Eingriff zu bringen, wenn
das Fahrzeug abfährt
(beschleunigt). Ferner wird das Untersetzungsverhältnis von
jedem Gang durch jedes der Untersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2, ρ3 des ersten Planetengetriebesatzes 12 bzw.
des zweiten Planetengetriebesatzes 16 bzw. des dritten
Planetengetriebesatzes 18 bestimmt. Wenn beispielsweise ρ1 gleich
0,45 ist, ρ2
gleich 0,38 ist, und ρ3
gleich 0,41 ist, wird das Untersetzungsverhältnis erreicht, welches in 1B gezeigt
ist, und jeder Wert der Untersetzungsverhältnisstufe (das heißt das Verhältnis der
Untersetzung zwischen den jeweiligen Drehzahlen oder Geschwindigkeiten)
ist im wesentlichen angemessen. Darüber hinaus ist der gesamte
Untersetzungsbereich (= 3,62/0,59) groß und liegt um 6,1, und das
Untersetzungsverhältnis
des Rückwärtsganges ”R” ist angemessen.
Als ein Ergebnis können
angemessene Untersetzungscharakteristika erhalten werden.
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Auf
diese Weise werden bei einem automatisch schaltbaren Getriebe 10 für ein Fahrzeug
gemäß dieser
Ausführungsform
sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten
bzw.
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Vorwärtsgänge durch
drei Paare an Planetengetriebesätzen 12, 16 und 18,
zwei Kupplungen C1 und C2 und drei Bremsen B1 bis B3 erreicht. Als ein
Ergebnis können
Gewicht, Kosten und die Länge der
Welle um einen Betrag reduziert werden, welcher der Zahl der eingesparten
bzw. weniger verwendeten Kupplungen entspricht, und zwar verglichen
mit dem Fall, wenn drei Kupplungen und zwei Bremsen verwendet werden.
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Speziell
bildet der zweite Planetengetriebesatz 16 mit Einzelritzel
und der dritte Planetengetriebesatz 18 mit Doppelritzel,
die den zweiten Übertragungsabschnitt 20 ausmachen,
einen Planetengetriebesatz vom Ravigneaux-Typ. Als ein Ergebnis kann
die Zahl der Teile sowie die Länge
der Welle noch weiter reduziert werden.
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Wenn
zusätzlich
die Untersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2, ρ3 der drei
Planetengetriebesätze 12, 16 und 18 jeweils
innerhalb eines Bereiches von etwa 0,3 bis 0,6 liegen, können diese
Planetengetriebesätze 12, 16 und 18 relativ
klein gehalten werden (das heißt
mit einem kleinen Durchmesser), wobei gleichzeitig dennoch angemessene
Untersetzungsverhältniseigenschaften
erhalten werden können,
wie in 1B gezeigt ist.
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Als
nächstes
wird eine weitere nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform beschrieben. Abschnitte
bei der folgenden Ausführungsform,
die im wesentlichen gemeinsam mit der zuvor erläuterten Ausführungsform
vorhanden sind, sind durch gleiche Bezugszeichen und Buchstaben
versehen und eine detaillierte Beschreibung derselben wird weggelassen.
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3 ist
eine schematische Darstellung äquivalent
zu 1A. Ein automatisch schaltbares Getriebe 30 unterscheidet
sich von der zuvor erläuterten
Ausführungsform
hinsichtlich eines ersten Übertragungsabschnittes 32.
Der erste Übertragungsabschnitt 32 ist
hauptsächlich
aus einem ersten Planetengetriebesatz 34 mit Einzelritzel
konstruiert, der drei sich drehende Elemente aufweist: das Sonnenrad
S1, den Träger
CA1 und das Hohlrad R1. Der Träger
CA1 ist jedoch mit einem gestuften Kleinzahnrad 36 ausgestattet,
mit einem Abschnitt mit großem
Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser. Das Sonnenrad
S1 kämmt
mit dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser, während das Hohlrad R1 mit dem
Abschnitt mit dem großen Durchmesser
kämmt.
Zusätzlich
ist das Sonnenrad S1 mit der Eingangswelle 22 verbunden
und ist drehbar angetrieben, während
das Hohlrad R1 an dem Gehäuse 26 so
befestigt ist, daß es
sich nicht dreht, und zwar über
die dritte Bremse B3, derart, daß der Träger CA1 als ein Zwischenausgangsteil
in bezug auf die Eingangswelle 22 verzögert wird und die Drehung des
ersten sich drehenden Elementes RM1 ausgibt, welches zusammenhängend mit
dem Träger CA1
verbunden ist.
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Auch
bei diesem automatisch schaltbaren Getriebe für das Fahrzeug 30 werden
sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten
bzw. Vorwärtsgänge entsprechend
dem ersten Gang ”1” bis hin
zum sechsten Gang ”6” und ein
Rückwärtsgang ”R” erreicht
und es werden die sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten
oder Vorwärtsgänge mit
Hilfe von zwei Kupplungen C1 und C2 und den drei Bremsen B1 bis
B3 erreicht, und zwar in solcher Weise, daß die gleiche betriebsmäßige Wirkung
wie diejenige der zuvor erläuterten
Ausführungsform
erhalten werden kann. Zusätzlich
ist der erste Planetengetriebesatz 34 aus dem Ritzel bzw.
Kleinzahnrad konstruiert mit dem abgestuften Kleinzahnrad 36,
so daß sich
daraus ein Vorteil ergibt, daß nämlich die
Drehzahl des Kleinzahnrades 36 reduziert werden kann.
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Die 4 und 5 zeigen
Ausführungsformen
des automatischen Schaltgetriebes gemäß der Erfindung. Ein automatisch
schaltbares Getriebe 40 für ein Fahrzeug unterscheidet
sich von dem automatisch schaltbaren Getriebe 10 für ein Fahrzeug
in der folgenden Weise. Das heißt,
es ist ein erster Übertragungsabschnitt 44 vorgesehen,
der hauptsächlich aus
einem ersten Planetengetriebesatz 42 mit Einzelritzel besteht;
das Untersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten
Planetengetriebesatzes 16 des zweiten Übertragungsabschnitts 20 ist
größer als
das Untersetzungsverhältnis ρ3 des dritten
Planetengetriebesatzes 18; und es ist die Einwegkupplung
F weggelassen. Auch ist bei dem ersten Planetengetriebesatz 42 das
Sonnenrad S1 mit der Eingangswelle 22 gekuppelt, so daß dieses
durch diese Welle in Drehung versetzt wird, und das Hohlrad R1 ist
an dem Gehäuse 26 über die
dritte Bremse B3 befestigt, so daß es sich nicht dreht. Demzufolge
dreht sich der Träger
CA1 als Zwischenausgangsteil langsamer als die Eingangswelle 22 und
der Träger
CA1 gibt die Drehung des ersten sich drehenden Elements RM1 (das
heißt
des Sonnenrades S3) aus, welches zusammenhängend mit dem Träger CA1
verbunden ist.
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Bei
dem oben beschriebenen automatisch schaltbaren Getriebe 40 werden
ebenfalls sechs Vorwärtsgänge gemäß dem ersten
Gang ”1” bis hin
zum sechsten Gang ”6” und ein
Rückwärtsgang ”R” erreicht,
wie dies in der Schalttabelle von 4B gezeigt
ist. Die sechs Vorwärtsgeschwindigkeiten
bzw. -gänge
werden mit Hilfe von zwei Kupplungen C1 und C2 und mit Hilfe von
drei Bremsen B1 bis B3 und ähnlichem
erreicht, und zwar in solcher Weise, daß die gleiche betriebsmäßige Wirkung
wie diejenige der zuvor erläuterten
Ausführungsform
erhalten werden kann. Da bei dieser Ausführungsform die Einwegkupplung
nicht vorgesehen ist, wird der erste Gang ”1” dadurch erzielt, indem sowohl
die erste Kupplung C1 als auch die zweite Bremse B2 eingekuppelt
bzw. in Eingriff gebracht wird.
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Ferner
werden die Untersetzungsverhältnisse
von jedem der Gänge
bzw. Geschwindigkeiten angenähert
gemäß jedem
der Untersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2, ρ3 des ersten
Planetengetriebesatzes 42, des zweiten Planetengetriebesatzes 16 und
des dritten Planetengetriebesatzes 18 jeweils bestimmt. Wenn
beispielsweise ρ1
gleich 0,600 ist, ρ2
gleich 0,456 ist, und ρ3
gleich 0,426 ist, werden die Untersetzungsverhältnisse erhalten, die in 4B gezeigt sind,
und jeder Wert von den Untersetzungsstufen ist im wesentlichen angemessen
bzw. geeignet. Zusätzlich
ist der gesamte Untersetzungsbereich groß, etwa 5,568, und das Untersetzungsverhältnis des
Rückwärtsganges ”R” ist ebenfalls
geeignet. Als ein Ergebnis können
geeignete Untersetzungsverhältniseigenschaften
erhalten werden.
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Darüber hinaus
liegen die Untersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2 und ρ3 der Planetengetriebesätze 42, 16 und 18 jeweils
innerhalb eines Bereiches von 0,4 bis 0,6. Demzufolge können die
Planetengetriebesätze 42, 16 und 18 relativ
klein gehalten werden (das heißt
mit einem kleinen Durchmesser) und das automatisch schaltbare Getriebe 40 für ein Fahrzeug kann
noch kompakter durch das Weglassen der Einwegkupplung F ausgeführt werden.
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Wenn
als eine weitere zur Erfindung gehörende Ausführungsform die Untersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2, ρ3 der jeweiligen
drei Planetengetriebesätze
innerhalb eines Bereiches von etwa 0,3 bis 0,6 liegen, können diese
Planetengetriebesätze
relativ klein ausgeführt
werden (das heißt
mit einem kleinen Durchmesser), wobei gleichzeitig dennoch die Untersetzungsverhältnisse
des ersten Ganges bis zum sechsten Gang geeignet eingestellt werden
können.
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Zusätzlich sind
die Träger
als auch die Hohlräder
des zweiten Planetengetriebesatzes mit Einzelritzel und des dritten
Planetengetriebesatzes mit Doppelritzel miteinander verbunden. Indem
man daher diese Träger
und Hohlräder
gemeinsam ausführt, und
zwar derart, daß der
zweite Planetengetriebesatz und der dritte Planetengetriebesatz
einen Getriebezug vom Ravigneaux-Typ ausmachen, kann die Zahl der
Teile und die Länge
der Welle noch weiter reduziert werden.
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Das
automatisch schaltbare Getriebe kann quer montiert werden, das heißt die axiale
Linie des automatisch schaltbaren Getriebes verläuft in der Breitenrichtung
des Fahrzeugs, wie beispielsweise in einem Fahrzeug entsprechend
einem FF-Fahrzeug, oder kann auch longitudinal montiert werden,
das heißt
die axiale Linie des automatisch schaltbaren Getriebes verläuft in der
longitudinalen Richtung des Fahrzeugs, und zwar in einem Fahrzeug,
wie beispielsweise einem FR-(Frontmotor- und Heckantrieb-)Fahrzeug.
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Das
automatisch schaltbare Getriebe kann die Gänge automatisch ändern, und
zwar im Einklang mit einer Antriebsbedingung, wie beispielsweise
dem Betätigungsausmaß des Gaspedals
oder der Fahrzeuggeschwindigkeit. Alternativ kann das automatisch
schaltbare Getriebe die Geschwindigkeiten bzw. Gänge in Einklang mit einer Änderungsoperation
vom Fahrer her geändert
werden (ein Hochschalten oder Herabschalten oder ähnliches).
Bei dem automatisch schaltbaren Getriebe nach der Erfindung sind
sechs Vorwärtsgänge möglich und
es ist ein Rückwärtsgang
ebenfalls dadurch möglich,
indem die zweite Bremse und die dritte Bremse in Eingriff gebracht
werden.
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Als
erster Planetengetriebesatz, der in dem ersten Übertragungsabschnitt enthalten
ist, wird in bevorzugter Weise ein Einzelritzeltyp eines Planetengetriebesatzes
verwendet, der mit dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad ausgestattet
ist.
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Wenn
der Einzelritzel-Planetengetriebesatz für den ersten Planetengetriebesatz
verwendet wird bzw. dafür
ausgebildet ist, wird eines der Elemente wie das Sonnenrad oder
der Träger
mit dem Eingangsteil verbunden und das andere wird selektiv durch
die dritte Bremse in der Drehung gestoppt. Dann verzögert der
Träger
als Zwischenausgangsteil in bezug auf das Eingangsteil und gibt
die Drehung an den zweiten Übertragungsabschnitt
aus.
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Als
erste Bremse bis dritte Bremse und erste und zweite Kupplung wird
in bevorzugter Weise eine hydraulische Reibvorrichtung vom Vielfachscheibentyp,
Einzelscheibentyp, Riementyp oder ähnlichem verwendet, die durch
Reibung in Eingriff gebracht werden, und zwar unter Verwendung eines
hydraulischen Zylinders. Alternativ kann jedoch ein anderer Typ
einer Reibungsvorrichtung, wie beispielsweise ein elektromagnetischer
Typ oder ähnlicher
Typ, entsprechend eingesetzt werden. Um die Drehzahlsteuerung zu
vereinfachen, ist eine Einwegkupplung parallel zu diesen Bremsen
und Kupplungen vorgesehen. Wenn beispielsweise die Einwegkupplung
parallel zu der zweiten Bremse vorgesehen ist, kann die erste Geschwindigkeit
bzw. der erste Gang einfach dadurch erreicht werden, indem die erste
Kupplung eingekuppelt wird. Zusätzlich
kann eine Änderung auf
die zweite Geschwindigkeit bzw. den zweiten Gang einfach durch einen
Einkuppelvorgang durchgeführt
werden. Wenn eine Motorbremsung nicht erforderlich ist, kann lediglich
eine Einwegkupplung anstelle der zweiten Bremse vorgesehen sein.
Mit der Einwegkupplung kann die gleiche Funktion wie diejenige der
Bremse erzielt werden, und zwar hinsichtlich des Anhaltens der Drehung.
Ferner sind andere vielfältige
Aspekte möglich,
wie beispielsweise ein Aspekt, gemäß welchem die Bremse und die
Einwegkupplung in Reihe verbunden sind und parallel zur ersten Bremse
vorgesehen sind.
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Die
Positionsbeziehung zwischen dem ersten Übertragungsabschnitt und dem
zweiten Übertragungsabschnitt
als auch zwischen dem zweiten Planetengetriebesatz des zweiten Übertragungsabschnitts
und dem dritten Planetengetriebesatz ist jeweils nicht in spezifischer
Weise eingeschränkt.
Es sind vielfältige
Aspekte möglich,
beispielsweise ein Aspekt, bei dem der dritte Planetengetriebesatz
zwischen dem ersten Planetengetriebesatz und dem zweiten Planetengetriebesatz
angeordnet ist. Auch sind vielfältige
Aspekte hinsichtlich der Kupplungen und Bremsen möglich, beispielsweise
ein solcher Aspekt, gemäß welchem
diese konzentriert an dem einen Endabschnitt angeordnet sind.