GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Getriebe für ein Fahrzeug und im
Speziellen ein automatisches Getriebe, welches dazu fähig ist, das
Beschleunigungsmoment während einer Gangschaltung von einem ersten zu einem
zweiten Gang und von einem zweiten zu einem dritten Gang beizubehalten, ohne einen
wahrnehmbaren Schaltruck oder ein unkomfortables Gefühl hervorzurufen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Fahrzeuge umfassen ein Getriebe, um die von einem Antriebsmotor erzeugte Antriebskraft
entsprechend einem Fahrzustand des Fahrzeuges zu übersetzen und zu übertragen.
Getriebe umfassen manuelle Getriebe, bei denen eine Vielzahl von Gangzügen manuell
geschaltet werden und automatische Getriebe, bei denen die Getriebezüge automatisch
entsprechend dem Fahrzustand geschaltet werden.
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Bei einem manuellen Schaltgetriebe, das ausgestattet ist mit Getriebezügen und einer
Schaltvorrichtung, wird die Schaltvorrichtung zum Wechsel zu einem der Getriebezüge
manuell bedient. Das automatische Getriebe andererseits ist ausgestattet mit einem
Drehmomentwandler und einem Hilfsgetriebe, bei dem die Gänge automatisch durch ein
Betätigungsglied entsprechend dem Fahrzustand geschaltet werden.
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Bei einem automatischen Getriebe mit Drehmomentwandler wird der Drehmomentwandler
benutzt während das Fahrzeug angefahren und gefahren wird, wobei die Gänge durch eine
Kupplung geschaltet werden. Der Drehmomentwandler bei dem automatischen Getriebe
hat jedoch eine geringe Effizienz bezüglich der Übertragung der Antriebskraft und eine
Ölpumpe hoher Kapazität ist vorgesehen, um Öldruck für eine Kupplung des Getriebes
und des Drehmomentwandlers bereitzustellen. Im Ergebnis erhöht der Verlust an
Antriebskraft den Kraftstoffverbrauch.
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Zur Überwindung des zuvor genannten Problems wird ein automatisches Getriebe
bereitgestellt, welches auf einem manuellen Schaltgetriebe, umfassend Getriebezüge und
eine Schaltvorrichtung, basiert und welches die Getriebezüge automatisch durch einen
Stellantrieb schaltet.
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Ein Beispiel eines automatischen Getriebes basierend auf einem manuellen Schaltgetriebe
wird in Fig. 16 gezeigt. In Fig. 16 bezeichnet Bezugszeichen 202 einen Antriebsmotor
und 204 das automatische Getriebe. Das automatische Getriebe 204 umfasst: eine
Eingangswelle 210, die mittels einer Kupplung 208 verbunden ist mit einer Kurbelwelle
206 des Antriebsmotors 202; eine Ausgangswelle 214, 216, 218, 220, 222 und einen
Getriebezug für den Rückwärtsgang 224; synchronisierende Schaltvorrichtungen 226, 228,
230; eine Schaltvorrichtung für den Rückwärtsgang 232; ein abschließendes Zahnrad 234;
Ein Differenzial 236; und eine Antriebswelle 238. Die Antriebswelle 238 ist mit
Antriebsrädern (nicht dargestellt) des Fahrzeuges verbunden.
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Bei dem automatischen Getriebe 204 schaltet eine automatische Gangwechselvorrichtung
(nicht dargestellt) automatisch die Getriebezüge 214, 216, 218, 220, 222. Während des
Gangwechsels betätigt ein Stellantrieb (nicht dargestellt) die Kupplung 208, die
Schaltvorrichtung 226 für den ersten/zweiten Gang, die Schaltvorrichtung 228 für den
dritten/vierten Gang, die Schaltvorrichtung 230 für den fünften Gang und die
Schaltvorrichtung 232 für den Rückwärtsgang, so dass die Getriebezüge 214, 216, 218,
220, 222 und 224 entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges geschaltet werden.
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Bei dem automatischen Getriebe 204 basierend auf dem manuellen Schaltgetriebe muss die
Kupplung 218 während des Gangwechsels vom ersten zum zweiten Gang ausgekuppelt
werden, beim Einlegen des Zahnrades, welches geschaltet wird vom Getriebezug 214 des
ersten Ganges zum Getriebezug 216 des zweiten Ganges und während des Gangwechsels
vom zweiten zum dritten Gang beim Einlegen des Zahnrades, welches geschaltet wird vom
Getriebezug 216 für den zweiten Gang zu dem Getriebezug 218 für den dritten Gang. Das
Auskuppeln der Kupplung 208 resultiert in einem Abkuppeln des
Beschleunigungsmomentes von der Ausgangswelle.
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Ein weiteres Beispiel eines automatischen Getriebes basierend auf einem manuellen
Getriebe zur Lösung dieses Problems ist offenbart in dem japanischen Patent Nr. JP 2703169.
Das automatische Getriebe ist ausgestattet mit einer Neben- oder Zweitkupplung,
welche ein übertragenes Moment variabel regeln kann und welches angeordnet ist in einem
Drehmomentübertragungspfad, definiert durch einen Getriebezug mit einer minimalen
Übersetzung zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle. Während des Gangwechsels
überträgt die Nebenkupplung eine Antriebskraft von der Eingangs- auf die Ausgangswelle.
Auf diese Weise kann ein Abkuppeln des Beschleunigungsmomentes von der
Ausgangswelle verhindert werden.
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Ein automatisches Getriebe, ausgestattet mit einer derartigen Nebenkupplung, wird ebenso
offenbart in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. JP 2001-227599. Dieses automatische
Getriebe ist ausgestattet mit einer Nebenkupplung, die das übertragene Drehmoment
variabel steuern kann und die angeordnet ist in einem Drehmomentübertragungspfad, der
von Getriebezügen gebildet wird, die korrespondieren mit dem dritten bis vierten Gang
zwischen Eingangs- und Ausgangswelle. Die Nebenkupplung überträgt Antriebskraft von
der Eingangs- auf die Ausgangswelle während des Gangwechsels und verhindert so das
Abtrennen des Beschleunigungsmomentes.
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Mit Bezug zu den gestrichelten Linien in den Fig. 3, 5, 7, 9 bei dem automatischen
Getriebe des ersten Beispieles (d. h. Fig. 16) wird die Kupplung 208 ausgekuppelt,
während jedem Gangwechsel vom ersten zum zweiten, zweiten zum dritten, dritten zum
vierten und vierten zum fünften Gang. Nach erfolgter Synchronisation einer jeden
Schaltvorrichtung 226, 228, 230 wird jede Schaltmuffe 240, 242, 244 eingekuppelt mit
dem entsprechenden gewählten nächsten Gang. Danach wird die Kupplung 208
eingekuppelt. Im Ergebnis wird das Beschleunigungsmoment während der Beschleunigung
ein- oder ausgekuppelt entsprechend dem ersten Beispiel eines automatischen Getriebes.
Insbesondere wird das Beschleunigungsmoment reduziert oder fällt erheblich ab während
des Gangwechsels vom ersten zum zweiten Gang und vom zweiten zum dritten Gang. Je
höher der Abfall des Beschleunigungsmomentes, desto höher ist die Zunahme der Zeit für
eine einwandfreie Synchronisation, was in einem wahrnehmbaren Auskuppeln oder
Abtrennen des Beschleunigungsmomentes resultiert und eine merkliche unkomfortable
Wahrnehmung während des Gangwechsels erzeugt.
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Im Gegensatz dazu wird mit Bezug zu den strichpunktierten und gestrichelten Linien in
Fig. 3, 5, 7, 9 bei dem automatischen Getriebe entsprechend dem zweiten Beispiel
während eines jeden Gangwechsels vom ersten zum zweiten, vom zweiten zum dritten,
vom dritten zum vierten und vom vierten zum fünften Gang die Kupplung 208 nicht
ausgekuppelt und überträgt weiterhin die Antriebskraft von der Eingangs- zu der
Ausgangswelle. Nach Beendigung der Synchronisation wird jede Muffe der
Schaltvorrichtung eingekuppelt mit dem zugehörigen gewählten nächsten Gang.
Dementsprechend wird das Beschleunigungsmoment während der Beschleunigung nicht
ausgekuppelt wie bei dem zweiten Beispiel des automatischen Getriebes. Bei diesem
zweiten Beispiel des automatischen Getriebes wird dagegen die Nebenkupplung zum
Aufrechterhalten des Beschleunigungsmomentes während der Gangschaltung angeordnet
in dem Getriebezug mit einem minimalen Übersetzungsverhältnis, was ein geringeres
Beschleunigungsmoment, welches von der Nebenkupplung aufrechterhalten werden kann,
mit sich bringt.
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Bei dem automatischen Getriebe des zweiten Beispieles fällt das Beschleunigungsmoment
erheblich, da das aufrechterhaltene Beschleunigungsmoment klein ist, insbesondere
während der Gangschaltung vom ersten in den zweiten Gang, welche die größten
Übersetzungsverhältnisse und die größten Beschleunigungsmomente aufweisen, sowie
vom zweiten zum dritten Gang. Dies unterscheidet sich nicht vom ersten Beispiel
bezüglich der Komforteinbuße für den Fahrer, resultierend aus der Reduktion des
Beschleunigungsmomentes während des Gangwechsels.
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Des Weiteren ändert das automatische Getriebe gemäß dem zweiten Beispiel nicht den
Aufbau des automatischen Getriebes 204 gemäß dem ersten Beispiel, dargestellt in Fig.
16, mit den Getriebezüge 214, 216, 218, 220, 224 und den Gangwechselvorrichtungen 226,
228, 230, 232, ausgenommen der zusätzlichen Nebenkupplung. Dies vergrößert die Anzahl
von Einzelteilen, d. h. insbesondere die zusätzliche Nebenkupplung, und vergrößert die
Kosten.
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Das automatische Getriebe offenbart in der zuvor genannten japanischen
Offenlegungsschrift JP 2001-227599 umfasst einen Getriebezug entsprechend dem
Übersetzungsverhältnis vom dritten bis zum vierten Gang zugeschnitten auf die
Nebenkupplung. Dennoch ändert das automatische Getriebe nicht den Aufbau des
automatischen Getriebes 204 des ersten Beispieles, dargestellt in Fig. 16, ausgenommen
die zusätzliche Nebenkupplung und eine Zwischenwelle für die Nebenkupplung sowie
Eingangs- und Ausgangszahnräder zur Übertragung der Antriebskraft durch die
Nebenkupplung. Dies vergrößert die Anzahl der Bauteile und vergrößert die Kosten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um die zuvor genannten Unannehmlichkeiten zu verhindern oder zu minimieren, stellt die
vorliegende Erfindung ein automatisches Getriebe bereit mit einer Eingangswelle, welche
die Antriebskraft von einer Antriebsmaschine, die in dem Fahrzeug angeordnet ist, über
eine Kupplung empfängt und eine Ausgangswelle parallel mit der Eingangswelle zur
Abgabe der übersetzten Antriebskraft an Antriebsräder. Eine Vielzahl von Getriebezügen
übersetzt die Antriebskraft der Eingangswelle bei verschiedenen
Übersetzungsverhältnissen und überträgt die Kraft auf die Ausgangswelle. Eine
Schaltvorrichtung schaltet die Getriebezüge. Eine Nebenkupplung steuert das übertragende
Drehmoment variabel, wobei die Nebenkupplung in einem Kraftübertragungspfad
zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle angeordnet ist. Ein Stellantrieb bedient die
Schaltvorrichtung, um die Getriebezüge entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges zu
schalten. Die Nebenkupplung überträgt die Antriebskraft von der Eingangswelle auf die
Ausgangswelle während des Gangwechsels. Der Kraftübertragungspfad, in dem die
Nebenkupplung angeordnet ist, bildet einen Getriebezug für einen dritten Gang, dies ist der
dritte Gang gezählt von dem Gang mit dem größten Übersetzungsverhältnis. Die
Nebenkupplung fungiert als Schaltvorrichtung für den Getriebezug für den dritten Gang.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hält die Nebenkupplung das Beschleunigungsmoment
während des Gangwechsels aufrecht, so dass das aufrechterhaltene Drehmoment eine
größere Fähigkeit zur Verhinderung eines großen Abfalles des übertragenden
Drehmomentes aufweist. Das Aufkrümmen oder Abkrümmen des
Beschleunigungsmomentes wird vermieden, damit die Schaltzeit reduziert wird und eine
zusätzliche Schaltvorrichtung für den dritten Gang, welcher bestimmt ist für den
Getriebezug des dritten Ganges, kann ebenso vermieden werden. Die Gangschaltung ist
erreichbar während das Beschleunigungsmoment des dritten Ganges aufrechterhalten wird,
selbst bei einer Gangschaltung durch Kickdown.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die eine erfindungsgemäße
Ausführungsform des automatischen Getriebes verdeutlicht.
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Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Betätigungsglieder, Regler und Sensoren der
automatischen Schaltvorrichtung des automatischen Getriebes darstellt.
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Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm während des Gangwechsels vom ersten zum zweiten
Gang.
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Fig. 4 ist eine Zeichnung, welche die Vorgänge während des Gangwechsels vom
ersten zum zweiten Gang darstellt.
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Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm während des Gangwechsels vom zweiten in den dritten
Gang.
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Fig. 6 ist eine Zeichnung, die die Vorgänge während des Gangwechsels vom
zweiten in den dritten Gang darstellt.
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Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm während des Gangwechsels vom dritten in den vierten
Gang.
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Fig. 8 ist eine Zeichnung, die die Vorgänge während des Gangwechsels vom
dritten in den vierten Gang darstellt.
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Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm während des Gangwechsels vom vierten in den fünften
Gang.
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Fig. 10 ist eine Zeichnung, die die Vorgänge während des Gangwechsels vom
vierten in den fünften Gang darstellt.
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Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm während des Gangwechsels vom vierten in den dritten
Gang mittels Kickdown.
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Fig. 12 ist eine Zeichnung, die die Vorgänge während des Gangwechsels vom
vierten in den dritten Gang mittels Kickdown darstellt.
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Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm während des Gangwechsels vom vierten in den
zweiten Gang mittels Kickdown.
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Fig. 14 ist eine Zeichnung, die die Vorgänge während des Gangwechsels vom
vierten in den zweiten Gang mittels Kickdown darstellt.
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Fig. 15 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines
automatischen Getriebes entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 16 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines automatischen
Getriebes nach Stand der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung wird nachfolgend beschreiben mit Bezug zu den Fig. 1 bis 16, welche
eine Ausführungsform der Erfindung erläutern.
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Fig. 1 zeigt einen in einem Fahrzeug (nicht dargestellt) angeordneten Verbrennungsmotor
2, ein automatisches Getriebe 4 und eine Kupplung 8 an einem ausgangseitigen Ende einer
Kurbelwelle 6 der Antriebsmaschine zur Verbindung mit dem automatischen Getriebe 4.
Die Kupplung 8 umfasst eine Druckplatte 12, welche angeordnet ist an einem Schwungrad
10, welches verbunden ist mit der Kurbelwelle 6, und eine Kupplungsscheibe 14 zwischen
dem Schwungrad 10 und der Druckplatte 12. Ein Stellantrieb 16 für die Kupplung 8
arbeitet zum Einkuppeln und Auskuppeln der Druckplatte 12 mit der Kupplungsscheibe
14.
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Das automatische Getriebe 4 umfasst eine Eingangswelle 18, auf die die Antriebskraft von
dem Verbrennungsmotor 2 über die Kupplung 8 aufgebracht wird, eine Ausgangswelle 20,
die im Wesentlichen parallel mit der Eingangswelle 18 angeordnet ist zur Abgabe der
Antriebskraft an Antriebsräder (nicht dargestellt) des Fahrzeuges und eine
Rückwärtsgangwelle 22, welche im Wesentlichen parallel mit der Eingangs- und
Ausgangswelle 18, 20 angeordnet ist. Die Eingangswelle 18 ist an einem eingangsseitigen
Ende nicht drehbar mit der Kupplungsscheibe 14 verbunden.
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Das automatische Getriebe 4 umfasst des Weiteren eine Vielzahl von Getriebezügen 24,
26, 28, 30, 32 für Vorwärtsgänge und einen Getriebezug 34 für den Rückwärtsgang zur
Übersetzung der Antriebskraft von der Eingangswelle 18 unter verschiedenen
Übersetzungsverhältnissen und zur Übertragung der Antriebskraft auf die Ausgangswelle
20.
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Speziell umfasst der Getriebezug 24 für den ersten Gang ein Eingangszahnrad
(Antriebszahnrad) 36 für den ersten Gang, welches fest verbunden ist mit der
Eingangswelle 18 an deren in Richtung zur Antriebsmaschine 2 gerichteten Ende und ein
Ausgangszahnrad (angetriebenes Zahnrad) 38 für den ersten Gang, welches hierbei
angeordnet ist an der Ausgangswelle 20 und in Eingriff ist mit dem Zahnrad 36. Der
Getriebezug 26 für den zweiten Gang umfasst ein Eingangszahnrad (Antriebszahnrad) 40
für den zweiten Gang, welches fest verbunden ist mit der Eingangswelle 18
gegenüberliegend zu dem Eingangszahnrad 36 für den ersten Gang und ein
Ausgangszahnrad (angetriebenes Zahnrad) 42 für den zweiten Gang, welches drehbar
angeordnet ist an der Ausgangswelle 20 und in Eingriff ist mit dem Zahnrad 40.
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Der Getriebezug 28 für den dritten Gang umfasst ein Eingangszahnrad (Antriebszahnrad)
44 für den dritten Gang, welches drehbar angeordnet ist an der Eingangswelle 18 an einer
Stelle, die in Längsrichtung beabstandet von dem Antriebsmotor 2 und unmittelbar neben
einem später beschriebenen Eingangszahnrad 52 für den fünften Gang angeordnet ist und
ein Ausgangszahnrad (angetriebenes Zahnrad) 46 für den dritten Gang, das in Eingriff ist
mit dem Zahnrad 44 und fest angeordnet ist an der Ausgangswelle 20.
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Der Getriebezug 30 für den vierten Gang umfasst ein Eingangszahnrad (Antriebszahnrad)
48 für den vierten Gang, welches drehbar angeordnet ist an der Eingangswelle 18 an einer
Stelle, die in Längsrichtung beabstandet von dem Antriebsmotor 2 neben dem
Eingangszahnrad 40 für den zweiten Gang angeordnet ist und ein Ausgangszahnrad
(angetriebenes Zahnrad) 50 für den vierten Gang, welches in Eingriff ist mit dem Zahnrad
48 und fest angeordnet ist an der Ausgangswelle 20.
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Der Getriebezug 32 für den fünften Gang umfasst das Eingangszahnrad (Antriebszahnrad)
52 für den fünften Gang, welches drehbar angeordnet ist an der Eingangswelle 18 an einer
Stelle, die beabstandet von der Antriebsmaschine 2 gelegen ist und axial zwischen dem
Eingangszahnrad 40 für den vierten Gang und dem Eingangszahnrad 44 für den dritten
Gang gelegen ist und ein Ausgangszahnrad (angetriebenes Zahnrad) 54 für den fünften
Gang, das in Eingriff ist mit dem Zahnrad 52 und das fest verbunden ist mit der
Ausgangswelle 20.
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Der Getriebezug 34 für den Rückwärtsgang umfasst ein Eingangszahnrad
(Antriebszahnrad) 56 für den Rückwärtsgang, welches fest verbunden ist mit der
Eingangswelle 18 in axialer Richtung zwischen den Zahnrädern 36 und 40, ein
Ausgangszahnrad 58 für den Rückwärtsgang, welches nicht drehbar angebracht ist an einer
ersten/zweiten Schaltmuffe 72 einer ersten/zweiten Schaltvorrichtung 62 und ein Zahnrad
60 zu Drehrichtungsumkehr, welches axial beweglich und drehbar angeordnet ist an der
Rückwärtsgangwelle 22, um mit den Rückwärtsgangzahnrädern 56 und 58 ein- und
ausgekuppelt werden zu können.
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Daher ist die Eingangswelle 18, gesehen axial von der Motorseite, ausgestattet mit dem
Eingangszahnrad 36 für den ersten Gang, dem Eingangszahnrad 56 für den
Rückwärtsgang, dem Eingangszahnrad 40 für den zweiten Gang, dem Eingangszahnrad 48
für den vierten Gang, dem Eingangszahnrad 52 für den fünften Gang und dem
Eingangszahnrad 44 für den dritten Gang. Die Ausgangswelle 20 ist, gesehen in axialer
Richtung von der Motorseite, ausgestattet mit dem Ausgangszahnrad 38 für den ersten
Gang, dem Ausgangszahnrad 58 für den Rückwärtsgang, dem Ausgangszahnrad 42 für den
zweiten Gang, dem Ausgangszahnrad 50 für den vierten Gang, dem Ausgangszahnrad 54
für den fünften Gang und dem Ausgangszahnrad 46 für den dritten Gang.
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Zum Schalten der Getriebezüge 24, 26, 28, 30, 32 für die Vorwärtsgänge und den
Getriebezug 34 für den Rückwärtsgang umfasst das automatische Getriebe 4 eine
erste/zweite Schaltvorrichtung 62, eine Neben- oder Zweitkupplung 64, eine vierte/fünfte
Schaltvorrichtung 66 und eine Schaltvorrichtung 68 für den Rückwärtsgang. Die
synchronisierende erste/zweite Schaltvorrichtung 62 ist angeordnet um die Ausgangswelle
20 zwischen den Ausgangszahnrädern 38 und 42 für den ersten und zweiten Gang. Die
Nebenkupplung 64 ist angeordnet an einem Ende der Eingangswelle 18, welche entfernt ist
oder mit einem Zwischenraum angeordnet ist von dem Antriebsmotor 2 und so angeordnet
ist nahe dem Eingangszahnrad 44 für den dritten Gang und fungiert als synchronisierende
dritte Schaltvorrichtung für den Getriebezug 28 des dritten Ganges. Die synchronisierende
vierte/fünfte Schaltvorrichtung 66 ist angeordnet um die Eingangswelle 18 zwischen den
Eingangszahnrädern 48 und 52 des vierten und fünften Ganges. Die Schaltvorrichtung 68
für den Rückwärtsgang ist angeordnet an der Rückwärtsgangwelle 60.
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Die erste/zweite Schaltvorrichtung 62 umfasst eine erste/zweite Schaltmuffe 72, die axial
beweglich, aber nicht drehbar, angeordnet ist an einer ersten/zweiten Schaltnabe 70,
welche angeordnet ist an der Ausgangswelle 20. Die Ausgangszahnräder 38, 42 für den
ersten und zweiten Gang sind entsprechend ausgestattet mit ersten und zweiten
Eingriffsbereichen 74, 76. Zwischen der ersten/zweiten Schaltmuffe 72 und den
Eingriffsbereichen 74 und 76 ist eine konventionelle Synchronisiervorrichtung (nicht
dargestellt) angeordnet. Ein Betätigen des Gliedes 78 für den Wechsel zwischen dem
ersten und zweiten Gang betätigt die erste/zweite Schaltmuffe 72 und die
Rotationsgeschwindigkeit wird synchronisiert durch die Synchronisiervorrichtung in
bekannter Art und Weise. Die Muffe 72 wird axial bewegt und so wahlweise eingekuppelt
und ausgekuppelt mit den Eingriffsbereichen 74, 76, um so den Gangwechsel zwischen
dem ersten und zweiten Gang zu bewirken.
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Das Ausgangszahnrad 58 für den Rückwärtsgang ist integriert in die Schaltmuffe 72.
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Der Kraftübertragungspfad, in dem die Nebenkupplung 64 angeordnet ist, bildet einen
dritten Getriebezug 28, welches das dritte Übersetzungsverhältnis gezählt von dem
Getriebezug mit der maximalen Übersetzung, das ist der Getriebezug 24 für den ersten
Gang, ist. Die Nebenkupplung 64 fungiert auch als synchronisierende dritte
Schaltvorrichtung für den Getriebezug 28 des dritten Ganges.
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Die Nebenkupplung 64 umfasst eine Vielzahl von Druckplatten 80, die nicht drehbar
gekoppelt sind mit dem Eingangszahnrad 44 für den dritten Gang, welches drehbar
angeordnet ist an der Eingangswelle 18. Eine Vielzahl von Kupplungsscheiben 82 ist nicht
drehbar angeordnet an der Eingangswelle 18 wechselweise mit den Druckplatten 80. Bei
der Nebenkupplung 64 werden die Kupplungsscheiben 82 aneinander gestoßen und gelöst
von den Druckplatten 80 durch ein Betätigungsglied 84 für die Nebenkupplung 64 zum
Einkuppeln und Auskuppeln, um einen Gangwechsel zum dritten Gang zu erreichen.
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Die vierte/fünfte Schaltvorrichtung 66 umfasst eine vierte/fünfte Schaltmuffe 88, welche
axial beweglich, aber nicht drehbar, angeordnet ist an einer vierten/fünften
Schaltglockennabe 86, welche verbunden ist mit der Eingangswelle 18. Das vierte und
fünfte Eingangszahnrad 48, 52 ist entsprechend ausgestattet mit vierten und fünften
Eingriffsbereichen 90, 92. Zwischen der vierten/fünften Schaltmuffe 88 und den
Eingriffsbereichen 90 und 92 ist eine konventionelle Synchronisiervorrichtung (nicht
dargestellt) angeordnet. Ein Betätigungsglied 94 für den vierten/fünften Gang betätigt die
vierte/fünfte Schaltmuffe 88, wobei die Drehgeschwindigkeit in bekannter Weise durch die
Synchronisiervorrichtung synchronisiert wird. Die vierte/fünfte Schaltmuffe 88 wird
wahlweise ein- und ausgekuppelt mit den Eingriffsbereichen 90, 92, um so die Schaltung
zwischen dem vierten und fünften Gang zu bewirken.
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Die Schaltvorrichtung 68 für den Rückwärtsgang verfügt über eine
Rückwärtsgangschaltmuffe 96, die integriert ist in das Zahnrad 60 für den Rückwärtsgang.
Ein Betätigungsglied 98 für den Rückwärtsgang betätigt die Schaltmuffe 96 für den
Rückwärtsgang, die so ein- und ausgekuppelt wird mit Eingangszahnrad 56 für den
Rückwärtsgang und dem Ausgangszahnrad 58 für den Rückwärtsgang.
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Bei dem automatischen Getriebe 4 umfasst die Ausgangswelle 20 an einem Ende in
Richtung auf die Antriebsmaschine 2 ein Zahnrad 102 für einen abschließenden Gang,
welches einen Getriebezug 100 für einen letzten Gang bildet. Ein abschließendes
angetriebenes Zahnrad 104 in Eingriff mit dem abschließenden Antriebszahnrad 102 ist
angeordnet in einem Differentialgehäuse 108 eines Differentials 106. Das Differential 106
umfasst in dem Differentialgehäuse 108 einen Differential-Getriebezug 110 mit dem ein
Ende einer linken und rechten Antriebswelle 112 verbunden sind. Die anderen Enden der
Antriebswellen 112 sind verbunden mit nicht dargestellten Antriebsrädern.
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Mit Bezug zu Fig. 2 ist ein Regler 116 einer automatischen Schaltvorrichtung 114
verbunden mit dem Betätigungsglied 16 für die Hauptkupplung 8, dem
Betätigungsglied 78 für den ersten und zweiten Gang, dem Betätigungsglied 84 für die
Nebenkupplung 64, dem Betätigungsglied 94 für den vierten und fünften Gang und dem
Betätigungsglied 98 für den Rückwärtsgang.
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Der Regler 116 ist des Weiteren verbunden mit einem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 118, einem Motordrehzahlsensor 120, einem
Drosselklappenöffnungssensor 122, einem Gaspedalsensor 124, einem Bremsschalter 126,
einem Schalthebelstellungssensor 128 zur Detektion der Stellung des nicht dargestellten
Schalthebels für das automatische Getriebe 4, Drehgeschwindigkeitssensoren 130 und 132für die Eingangs- und Ausgangswelle, einem Kupplungssensor 134 zur Detektion, ob die
Kupplung 8 ein- oder ausgekuppelt ist und dergleichen mehr.
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Bei der automatischen Schaltvorrichtung 114 empfängt der Regler 116 Signale von den
Sensoren 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 134 und überträgt die Signale oder gibt diese
aus zu den Betätigungsgliedern 16, 78, 84, 94, 98, um die Kupplung 8, die erste/zweite
Schaltvorrichtung 62, die Nebenkupplung 64, die vierte/fünfte Schaltvorrichtung 66 und
die Schaltvorrichtung 68 für den Rückwärtsgang entsprechend zu betätigen. Bei dem
automatischen Schaltgetriebe 4 ist der erste/zweite Schaltvorrichtung 62, die
Nebenkupplung 64, die vierte/fünfte Schaltvorrichtung 66 und die Schaltvorrichtung 68 für
den Rückwärtsgang jeweils betätigt durch die Betätigungsglieder 78, 84, 94, 98. Die
Getriebezüge 24, 26, 28, 30, 32 für die Vorwärtsgänge und der Getriebezug 34 für den
Rückwärtsgang werden geschaltet zwischen erstem und fünften Gang oder zum
Rückwärtsgang entsprechend dem Fahrzustand der Fahrzeuges. Während des
Gangwechsels wird die Nebenkupplung 64 betätigt durch das Betätigungsglied 84 und
kuppelt ein oder aus zur Steuerung der Antriebskraft, die übertragen wird von der
Eingangswelle 18 auf die Ausgangswelle 20.
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Bei dem automatischen Getriebe 4 bildet der Kraftübertragungspfad, in dem die
Nebenkupplung 64 angeordnet ist, einen dritten Getriebezug 28, welches das dritte
Übersetzungsverhältnis gezählt von dem ersten Getriebezug 24 ist, wobei der Letztere das
größte Übersetzungsverhältnis der Getriebezüge 24, 26, 28, 30, 32 aufweist. Auf diese
Weise bildet der erste Getriebezug 24 die größte Übersetzung oder das größte
Übersetzungsverhältnis von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle, wobei der zweite,
dritte, vierte und fünfte Getriebezug Übersetzungen oder Übersetzungsverhältnisse
definieren, die dem entsprechend progressiv schrittweise von dem Übersetzungsverhältnis
des ersten Getriebezuges herabgesetzt sind, wie dies bei Fahrzeuggetrieben üblich ist. Die
Nebenkupplung 64 fungiert des Weiteren als synchronisierende dritte Schaltvorrichtung
für den Getriebezug 28 des dritten Ganges, dies ist der dritte Gang oder
Übersetzungsverhältnis gezählt von dem ersten Getriebezug mit der maximalen
Übersetzung.
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Des Weiteren ist bei dem automatischen Getriebe 4 die erste/zweite Schaltvorrichtung 62
zur Schaltung des ersten und zweiten Getriebezuges 24, 26 angeordnet zwischen dem
ersten Getriebezug 24, welches der erste Gang ist, und dem zweiten Getriebezug 26,
welches der zweite Gang ist, gezählt von dem ersten Gang mit dem Maximum an
Übersetzungsverhältnis der Getriebezüge 24, 26, 28, 30, 32. Die vierte/fünfte
Schaltvorrichtung 66 schaltet die Getriebezüge 30, 32 für den vierten und fünften Gang
und ist angeordnet zwischen dem vierten Getriebezug 30, welches der vierte Gang ist, und
dem fünften Getriebezug 32, welches der fünfte Gang ist, gezählt von dem ersten Gang mit
dem maximalen Übersetzungsverhältnis der Getriebezüge.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der zuvor dargestellten Ausführungform
beschrieben.
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Bei dem nicht dargestellten Fahrzeug ist das automatische Getriebe, welches auf einem
manuellen Schaltgetriebe basiert, über die Kupplung 8 verbunden, mit dem
Antriebsmotor 2, wobei das Getriebe die Getriebezüge 24, 26, 28, 30, 32, 34, die
erste/zweite Schaltvorrichtung 62, die Nebenkupplung 64, die vierte/fünfte
Schaltvorrichtung 66 und die Schaltvorrichtung 68 für den Rückwärtsgang umfasst.
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Bei dem automatischen Getriebe 4 steuert die automatische Schaltvorrichtung 114 die
Betätigungsglieder 16, 78, 84, 94, 98 zur Betätigung der Schaltvorrichtungen 62, 66, 68
und der Nebenkupplung 64, um eine Gangschaltung in jeden der ausgewählten Gänge vom
ersten bis fünften Gang oder dem Rückwärtsgang entsprechend dem Fahrzustand des
Fahrzeuges zu bewirken. Während der Schaltung vom ersten in den zweiten Gang wie in
Fig. 4 dargestellt, wurde die Hauptkupplung 8 eingekuppelt. Während des Betriebes im
ersten Gang vor der Gangschaltung ist die erste/zweite Schaltmuffe 72 eingekuppelt mit
dem ersten Eingriffsbereich 74, der dem Antriebszahnrad 38 für den ersten Gang
zugeordnet ist. Zu Beginn des Gangwechsels ist die Nebenkupplung 64 eingekuppelt, so
dass das Drehmoment, welches übertragen wird von der Eingangswelle 18 auf die
Ausgangswelle 20 durch die Nebenkupplung 64, aufgeteilt werden kann. Während des
Gangwechsels wird die erste/zweite Schaltmuffe 72 in eine neutrale Stellung bewegt und
die Nebenkupplung 64 teilt das zum zweiten Gang korrespondierende Drehmoment,
danach beginnt die Synchronisation. Nach Beendigung der Synchronisation mit dem
zweiten Gang ist die erste/zweite Schaltmuffe 72 eingekuppelt mit dem zweiten
Eingriffsbereich 76, der dem angetriebenen Zahnrad 42 des zweiten Ganges zugeordnet ist,
zur Beendigung des Schaltvorganges in den zweiten Gang, woraufhin die
Nebenkupplung 64 ausgekuppelt wird und der Gangwechselvorgang beendet ist.
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Wie beschrieben ist die Hauptkupplung 8 während des Gangwechsels vom ersten in den
zweiten Gang eingekuppelt. Das Beschleunigungsmoment vor dem Gangwechsel ist das
Moment des ersten Ganges und das Beschleunigungsmoment während des Gangwechsels
ist das Moment korrespondierend zu dem dritten Gang, welches ausgegeben wird durch die
Nebenkupplung 64 und das Beschleunigungsmoment nach Beendigung des Gangwechsels
ist das Moment des zweiten Ganges.
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Dementsprechend behält die Nebenkupplung 64 wie dargestellt durch die durchgehende
Linie in Fig. 3 ein Beschleunigungsmoment entsprechend dem des dritten Ganges
während des Gangwechsels vom ersten in den zweiten Gang bei und verhindert einen
großen Abfall oder Verminderung des Drehmomentes an der Ausgangswelle. Das
Abschalten des Beschleunigungsmomentes während des Gangwechsels wird auf diese
Weise verhindert, zudem wird die Schaltzeit reduziert.
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Wie in Fig. 6 dargestellt, wurde während des Gangwechsels vom zweiten in den dritten
Gang die Hauptkupplung 8 eingekuppelt. Während des Betriebes im zweiten Gang vor
dem Gangwechsel ist die erste/zweite Schaltmuffe 72 eingekuppelt mit dem zweiten
Eingriffsbereich 76. Zu Beginn des Gangwechsels ist die Nebenkupplung 64 eingekuppelt
zur Verteilung des Drehmomentes, das übertragen wird von der Eingangswelle 18 auf die
Ausgangswelle 20 durch die Nebenkupplung 64. Während des Gangwechsels wird die
erste/zweite Schaltmuffe 72 in eine neutrale Stellung bewegt und die Nebenkupplung 64
teilt das Drehmoment, welches mit dem dritten Gang korrespondiert, daraufhin beginnt die
Synchronisation. Gleichzeitig mit der Beendigung der Synchronisation mit dem dritten
Gang wird die Nebenkupplung 64 vollständig eingekuppelt und der Gangwechsel ist
beendet. Es wird darauf hingewiesen, dass in Fig. 6 das Ende der Synchronisation mit dem
dritten Gang und das vollständige Einkuppeln der Nebenkupplung 64 in den Zeilen
getrennt voneinander beschrieben sind, um so einen Vergleich mit dem Stand der Technik
zu zeigen. Dennoch treten das Ende der Synchronisation mit dem dritten Gang und das
Einkuppeln der Nebenkupplung 64 gleichzeitig auf.
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Während des Gangwechsels vom zweiten zum dritten Gang ist die Hauptkupplung 8
eingekuppelt. Das Beschleunigungsmoment vor dem Gangwechsel ist das
Beschleunigungsmoment des zweiten Ganges und das Beschleunigungsmoment während
und nach dem Gangwechsel ist das zum dritten Gang gehörige Drehmoment, welches
übertragen wird durch die Nebenkupplung 64.
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Dementsprechend behält die Nebenkupplung 64 wie durch die durchgezogene Linie in
Fig. 5 dargestellt das Beschleunigungsmoment entsprechend dem des dritten Ganges
während des Gangwechsels vom zweiten Gang in den dritten Gang aufrecht und verringert
so eine stärkere Verminderung oder einen Abfall des Moments. Ein Abkuppeln des
Drehmomentes wird verhindert zur Reduzierung der Schaltzeit und die Benutzung einer
eigenständigen Schaltvorrichtung für den dritten Gang, welcher zu dem Getriebezug des
dritten Ganges gehört, kann vermieden werden.
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Fig. 8 zeigt den Gangwechsel vom dritten in den vierten Gang. Während des Betriebes im
dritten Gang, vor dem Gangwechsel während dem die Kupplung 8 eingekuppelt ist, ist die
Nebenkupplung eingekuppelt worden. Zu Beginn des Schaltvorganges wird die
Hauptkupplung 8 ausgekuppelt zum Abtrennen des Drehmomentes, welches von der
Antriebsmaschine 2 über die Eingangswelle 18 auf die Ausgangswelle 20 übertragen wird.
Während des Gangwechsels ist die Nebenkupplung 64 ausgekuppelt und die vierte/fünfte
Schaltmuffe 88 wird aus der neutralen Stellung heraus bewegt und wird gegen den vierten
Eingriffsbereich 90 des Antriebszahnrades 48 gedrückt, um so die Synchronisation zu
beginnen. Nach Beendigung der Synchronisation mit dem vierten Gang wird die Muffe 88
eingekuppelt mit dem vierten Eingriffsbereich, um so den vierten Gang einzulegen, danach
wird die Kupplung 8 eingekuppelt und der Gangwechsel ist beendet.
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Beim Gangwechsel vom dritten in den vierten Gang ist das Beschleunigungsmoment vor
dem Gangwechsel das zum dritten Gang gehörige Moment aufgrund des Einkuppelns der
Hauptkupplung 8. Das Beschleunigungsmoment zum Beginn des Schaltvorganges und
während des Schaltvorganges ist Null aufgrund des Auskuppelns der Hauptkupplung 8 und
der Nebenkupplung 64. Das Beschleunigungsmoment nach Beendigung des
Schaltvorganges ist das Moment des vierten Ganges.
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Dementsprechend schwankt das Beschleunigungsmoment des automatischen Getriebes 4
wie dargestellt durch die durchgezogene Linie in Fig. 7. Trotzdem ist während der
Schaltung vom dritten in den vierten Gang die Abnahme oder der Abfall des
Beschleunigungsmomentes gering und die Schaltzeit ist kurz, was kein merkliches
unkomfortables Gefühl während des Gangwechsels ergibt.
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Fig. 10 zeigt die Gangschaltung vom vierten in den fünften Gang. Während des Betriebes
im vierten Gang vor der Gangschaltung, bei der die Hauptkupplung 8 eingekuppelt ist, ist
die vierte/fünfte Schaltmuffe 88 eingekuppelt mit dem vierten Eingriffsbereich 90. Zu
Beginn der Schaltung wird die Hauptkupplung 8 ausgekuppelt, um das Drehmoment, das
von dem Antriebsmotor 2 von der Eingangswelle 18 auf die Ausgangswelle 20 übertragen
wird, abzukoppeln. Während der Gangschaltung wird die vierte/fünfte Schaltmuffe 88 in
eine neutrale Stellung bewegt und wird dann gegen den fünften Eingriffsbereich 92 des
Antriebszahnrades 52 zum Beginn des Synchronisationsvorganges bewegt. Nach
Beendigung der Synchronisation mit dem fünften Gang ist die Schaltmuffe 88 in Eingriff
mit dem fünften Eingriffsbereich 92, um den fünften Gang einzulegen, die
Hauptkupplung 8 wird eingekuppelt und der Schaltvorgang ist beendet.
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Bei dem Schaltvorgang vom vierten in den fünften Gang ist das Beschleunigungsmoment
vor dem Schaltvorgang das Moment des vierten Ganges aufgrund der eingekuppelten
Hauptkupplung 8. Das Beschleunigungsmoment zu Beginn des Schaltvorganges und
während des Schaltvorganges ist Null aufgrund des Auskuppelns der Hauptkupplung 8.
Das Beschleunigungsmoment nach Beendigung des Schaltvorganges ist das Moment des
fünften Ganges.
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Dementsprechend variiert das Beschleunigungsmoment in dem automatischen Getriebe 4
wie dargestellt durch die durchgezogene Linie in Fig. 9. Während des Schaltvorganges
vom vierten in den fünften Gang ist der Abfall des Beschleunigungsmomentes gering und
die Schaltzeit ist kurz, so dass kein erkennbares unkomfortables Gefühl während des
Gangschaltvorganges entsteht.
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Wie zuvor dargestellt hält die Nebenkupplung 64 in dem automatischen Getriebe 4 das
Beschleunigungsmoment korrespondierend zu dem des dritten Ganges während des
Schaltvorganges vom ersten zum zweiten Gang und vom zweiten zum dritten Gang
aufrecht und verhindert einen größeren Rückgang oder Abfall des Drehmomentes an der
Ausgangswelle. Das Abkuppeln des Beschleunigungsmomentes wird vermieden und so die
Schaltzeit verringert. Jede zusätzliche Schaltvorrichtung, die bestimmt ist zur Schaltung
des Getriebezuges für den dritten Gang, kann so ebenfalls vermieden werden.
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Im Ergebnis vermeidet das automatische Getriebe 4 das Auskuppeln des
Beschleunigungsmomentes während der Gangschaltung vom ersten zum zweiten Gang und
vom zweiten zum dritten Gang, so dass daraus kein erkennbares unkomfortables Gefühl
während des Schaltvorganges resultiert. Die Schaltzeit in den dritten Gang, der oft benutzt
wird, ist verkürzt. Die Schaltung in den dritten Gang und die Regelung der Gangschaltung
kann leicht erreicht werden. Eine Auswahloperation wird während des Schaltvorganges
vom zweiten in den dritten Gang vermieden, so dass die Schaltzeit verkürzt wird im
Hinblick auf die Schaltung unter Nutzung eines Schalthebels mit einem Buchstaben "H"
auf dem Armaturenbrett des Fahrzeuges.
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Darüber hinaus vermeidet das automatische Getriebe 4 die Schaltvorrichtung für den
dritten Gang, die dem Getriebezug für den dritten Gang zugeordnet ist. Dies reduziert das
Gewicht aufgrund einer Reduktion der Anzahl an Bauteilen, die Anzahl an
Verarbeitungsschritten und reduziert dadurch die Kosten. Zusätzlich ist während des
Schaltvorganges vom dritten in den vierten und vom vierten in den fünften Gang der
Abfall an Beschleunigungsmoment gering und die Schaltzeit ist kurz, so dass kein
erkennbares unkomfortables Gefühl während des Schaltvorganges entsteht.
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Andererseits zeigt Fig. 12 den Schaltvorgang vom vierten in den dritten Gang durch
einen Kick-down (erzwungene Rückschaltung). Während des Betriebes im vierten Gang
vor dem Schaltvorgang ist die Hauptkupplung 8 eingekuppelt, die vierte/fünfte
Schaltmuffe 88 ist eingekuppelt mit dem vierten Eingriffsbereich des Zahnrades 48. Zu
Beginn des Schaltvorganges wird die Hauptkupplung ausgekuppelt, um das von dem
Antriebsmotor 2 über die Eingangswelle 18 auf die Ausgangswelle 20 übertragene
Drehmoment auszukuppeln. Während des Schaltvorganges wird die vierte/fünfte
Schaltmuffe 88 in eine neutrale Stellung bewegt und die Hauptkupplung 8 wird
eingekuppelt. Die Synchronisation mit dem dritten Gang beginnt nachdem das Einkuppeln
der Nebenkupplung 64 begonnen hat. Gleichzeitig mit dem Ende der Synchronisation mit
dem dritten Gang beendet die Nebenkupplung 64 das Einkuppeln und der Schaltvorgang
ist beendet.
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Bei dem Schaltvorgang vom vierten in den dritten Gang durch Kick-down ist das
Beschleunigungsmoment vor dem Schaltvorgang das Moment des vierten Ganges
aufgrund der eingekuppelten Hauptkupplung 8. Das Beschleunigungsmoment zu Beginn
des Schaltvorganges und während des Schaltvorganges bis die Kupplung 8 eingekuppelt
ist, ist Null aufgrund der ausgekuppelten Hauptkupplung 8. Das Beschleunigungsmoment
vom Beginn des Einkuppelns der Nebenkupplung 64 bis zum Ende des Schaltvorganges ist
das Drehmoment des dritten Ganges.
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Dementsprechend kann, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 11 dargestellt,
während des Schaltvorganges vom vierten in den dritten Gang durch Kick-down das
Beschleunigungsmoment des dritten Ganges beibehalten werden. Nur die
Nebenkupplung 64 wird eingekuppelt im dritten Gang, so dass die Gangschaltung vom
vierten in den dritten Gang schnell erreicht werden kann und so die Schaltzeit reduziert
werden kann.
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Fig. 14 zeigt zusätzlich die Gangschaltung vom vierten Gang in den zweiten Gang durch
Kick-down. Während des Betriebes im vierten Gang vor dem Schaltvorgang ist die
Hauptkupplung 8 eingekuppelt, die vierte/fünfte Schaltmuffe 88 ist in Eingriff mit dem
vierten Eingriffsbereich 90 des Zahnrades 48. Zu Beginn des Schaltvorganges wird die
Hauptkupplung 8 ausgekuppelt, um das von dem Antriebsmotor 2 über die Eingangswelle
18 auf die Ausgangswelle 20 übertragene Drehmoment auszukuppeln. Während des
Gangschaltvorganges wird die vierte/fünfte Schaltmuffe 88 in die neutrale Stellung bewegt
und die Hauptkupplung 8 eingekuppelt. Die Synchronisation mit dem zweiten Gang
beginnt, nachdem das Einkuppeln der Nebenkupplung 64 begonnen hat. Sobald die
Synchronisation mit dem zweiten Gang beendet worden ist, wird die Schaltmuffe 72
eingekuppelt mit dem zweiten Eingriffsbereich 76 des Zahnrades 42, um die
Gangschaltung in den zweiten Gang zu erreichen, danach wird die Nebenkupplung 64
ausgekuppelt und der Schaltvorgang ist beendet. Die Nebenkupplung 64 produziert
anfänglich das Drehmoment des dritten Ganges während des Schaltvorganges vom vierten
in den zweiten Gang durch Kick-down. Ein schnelles Schalten in den dritten Gang ist
erreichbar wie bei dem Kick-down in den dritten Gang, da allein das Einkuppeln der
Nebenkupplung 64 den Gangwechsel in den dritten Gang realisiert. Die Nebenkupplung 64
wird langsam eingekuppelt und während diese das Drehmoment überträgt wird dies so
eingestellt, dass die Motordrehzahl (Drehzahl der Eingangswelle) und die Drehzahl der
Ausgangswelle jeweils Drehzahlen korrespondierend zu dem zweiten Gang (d. h.
Synchronisation mit dem zweiten Gang) haben, um so den zweiten Gang einlegen zu
können. Es sei bemerkt, dass diese Steuerung des Antriebsmotors auch durchgeführt
werden kann durch eine Regelung des Öffnungsgrades der Drosselklappe. Wenn die
Regelung der Motordrehzahl ausgeführt wird, während das Drehmoment übertragen wird,
wird eine signifikante Änderung der Motordrehzahl vermieden und so eine leichtere
Synchronisationsregelung ermöglicht.
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Bei dem Schaltvorgang vom vierten in den zweiten Gang durch Kick-down ist das
Beschleunigungsmoment vor dem Schaltvorgang das des vierten Gangs aufgrund der
eingekuppelten Hauptkupplung 8. Das Beschleunigungsmoment zu Beginn des
Schaltvorganges und während des Schaltvorganges bis die Hauptkupplung 8 wieder
eingekuppelt ist, ist Null aufgrund der ausgekuppelten Hauptkupplung 8. Das
Beschleunigungsmoment zu Beginn des Einkuppelns der Nebenkupplung 64 und vor
Einkuppeln der Schaltmuffe 72 mit dem zweiten Eingriffsbereich 76 ist das Drehmoment
des dritten Ganges. Nach Beendigung des Schaltvorganges ist das
Beschleunigungsmoment das Drehmoment des zweiten Ganges.
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Entsprechend kann wie dargestellt durch die durchgezogene Linie in Fig. 13 während
des Schaltvorganges vom vierten in den zweiten Gang durch Kick-down das
Beschleunigungsmoment des dritten Ganges beibehalten werden.
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Das automatische Getriebe 4 behält auf diese Weise das Beschleunigungsmoment des
dritten Ganges während des Schaltvorganges vom vierten in den dritten Gang und vom
vierten in den zweiten Gang durch Kick-down bei, ohne ein merkbares unkomfortables
Gefühl während des Schaltvorganges hervorzurufen.
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Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Ein automatisches Getriebe 4'
dieser Ausführungsform umfasst eine Kupplung 8 zwischen der Kurbelwelle 6 eines
Antriebsmotors 2 und der Eingangswelle 18; das Betätigungsglied für die Kupplung 16 zur
Betätigung der Kupplung 8; den Getriebezug 24 für den ersten Gang, den Getriebezug 34für den Rückwärtsgang; und die Getriebezüge 26, 28, 30, 32 für den zweiten bis fünften
Gang.
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Zusätzlich umfasst das automatische Getriebe 4' die erste/zweite Schaltvorrichtung 62 zum
Schalten zwischen den Getriebezügen 24, 26 des ersten und zweiten Ganges; das
Betätigungsglied 78 zur Betätigung der Schaltvorrichtung 62; die Schaltvorrichtung 68 für
den Rückwärtsgang zur Schaltung des Getriebezuges 34 für den Rückwärtsgang; und das
Betätigungsglied 98 zur Betätigung der Schaltvorrichtung 68 für den Rückwärtsgang. Das
automatische Getriebe 4' umfasst des Weiteren eine dritte/vierte Schaltvorrichtung 136
zum Schalten der Getriebezüge 28, 30 für den vierten und fünften Gang; ein
Betätigungsglied 138 zum Betätigen der Schaltvorrichtung 136; eine Schaltvorrichtung
140 für den fünften Gang zum Schalten zu dem Getriebezug 32 für den fünften Gang und
ein Betätigungsglied 142 zur Betätigung der Schaltvorrichtung 140.
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Beim automatischen Getriebe 4' gemäß Fig. 15 ist die Ausgangswelle 20 an einem Ende
in Richtung der Antriebsmaschine 2 verbunden mit dem Differential 106 über einen
abschließenden Getriebezug 100. Die Antriebswellen 112 sind mit einem Ende verbunden
mit dem Differential 106 und mit dem anderen Ende verbunden mit Antriebsrädern (nicht
dargestellt).
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Ein Verbindungszahnrad 144 ist drehbar aufgenommen an der Eingangswelle 18 und ist in
Eingriff mit dem abschließenden Antriebszahnrad 102 und bildet so den abschließenden
Getriebezug 100. Ein Kraftübertragungspfad wird gebildet zwischen der Eingangs- und
Ausgangswelle 18, 20, an denen das Verbindungszahnrad 144 und das abschließende
Antriebszahnrad 102 ausgebildet sind. Der Kraftübertragungspfad umfasst einen
Verbindungs- Getriebezug 146, an dem eine Zweit- oder Nebenkupplung 148 angebracht
ist. Die Nebenkupplung 148 umfasst eine Vielzahl von Druckplatten 150, die nicht drehbar
angebracht sind an dem Verbindungszahnrad 144, welches drehbar angeordnet ist an der
Eingangswelle 18. Eine Vielzahl von Kupplungsscheiben 152 ist nicht drehbar angeordnet
an der Eingangswelle 18 wechselweise mit den Druckplatten 150. Bei der
Nebenkupplung 148 werden die Kupplungsscheiben 152 angedrückt und losgelassen von
den Druckplatten 150 durch ein Betätigungsglied 154 zum Einkuppeln und Auskuppeln.
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Bei dem automatischen Getriebe 4' dieser Ausführungsform kuppelt die
Nebenkupplung 148 das Verbindungszahnrad 146 während der Gangschaltung vom ersten
in den zweiten Gang und vom zweiten in den dritten Gang, so dass das
Beschleunigungsmoment an der Ausgangswelle beibehalten wird bei einem
Übersetzungsverhältnis des Verbindungs-Getriebezuges 146. Das beibehaltene
Drehmoment verhindert jeden größeren Abfall an Drehmoment und ein Abkuppeln des
Beschleunigungsmomentes wird verhindert und so eine Reduzierung der Schaltzeit
bewirkt.
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Entsprechend verhindert das automatische Getriebe 4' gemäß Fig. 15 ein Abkuppeln des
Beschleunigungsmomentes während der Schaltung vom ersten in den zweiten Gang und
vom zweiten in den dritten Gang, so dass kein erkennbares unkomfortables Gefühl
während der Gangschaltung auftritt. Des Weiteren wird der Auswahlvorgang während des
Gangwechsels vom zweiten in den dritten Gang vermieden, so dass die Schaltzeit reduziert
wird im Hinblick auf eine Gangschaltung mit einem Schalthebel mit einer Konsole mit
einer "H"-förmigen Anordnung.
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Wie zuvor dargestellt, wird durch eine zweite oder Nebenkupplung bei dem automatischen
Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung das Beschleunigungsmoment für die
Ausgangswelle entsprechend dem des dritten Ganges während des Gangwechsels
beibehalten, um einen großen Abfall des Momentes zu verhindern. Ein Abkuppeln des
Beschleunigungsmomentes wird vermieden und reduziert die Schaltzeit. Eine zusätzliche
Schaltvorrichtung für den dritten Gang, die vorgesehen ist für den Getriebezug des dritten
Ganges, kann ebenso vermieden werden.
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Im Ergebnis verhindert das automatische Getriebe ein Abkuppeln der
Beschleunigungskraft während des Gangwechsels vom ersten Gang in den zweiten Gang
und beim Gangwechsel vom zweiten in den dritten Gang, so dass kein merkliches
unkomfortables Gefühl während des Gangwechsels einsteht. Die Schaltzeit in den dritten
Gang, der oft benutzt wird, wird verkürzt. Der Gangwechsel in den dritten Gang und die
Steuerung des Gangwechsels wird leicht erreicht. Ein Auswahlvorgang während des
Gangwechsels vom zweiten in den dritten Gang wird vermieden, so dass die Schaltzeit
verkürzt wird im Hinblick auf einen Gangwechsel unter Nutzung eines Schalthebels mit
einer "H"-förmigen Anordnung. Zusätzlich reduziert der Verzicht auf eine zusätzliche
Schaltvorrichtung für den dritten Gang, die zugeordnet ist dem Getriebezug für den dritten
Gang, das Gewicht aufgrund einer Reduktion der Anzahl der Komponenten und reduziert
die Anzahl der Arbeitsschritte bei der Herstellung, wodurch die Kosten reduziert werden.
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Des Weiteren ist während des Gangwechsels vom dritten in den vierten Gang und vom
vierten in den fünften Gang der Abfall an Beschleunigungsmoment gering und die
Schaltzeit ist kurz, so dass kein erkennbares unkomfortables Gefühl während des
Gangwechsels entsteht. Das automatische Getriebe behält zusätzlich das
Beschleunigungsmoment des dritten Ganges während des Gangwechsels vom vierten in
den dritten Gang und vom vierten in den zweiten Gang durch Kick-down bei ohne ein
erkennbares unkomfortables Gefühl während des Gangwechsels zu erzeugen.
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Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Detail für Illustrationszwecke
offenbart worden ist, ist es selbstverständlich, dass Variationen oder Modifikationen der
offenbarten Vorrichtung, einschließlich einer Neuanordnung von Teilen, innerhalb des
Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt.