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TECHNISCHER HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe, das aus
zwei Planetengetrieben besteht, um eine mehrstufige Kraftübertragung
zwischen mehreren Gangstufen zu ermöglichen.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Es
sind zahlreiche automatisch schaltbare Getriebe für Fahrzeuge
bekannt, die aus mehreren Planetengetrieben, Kupplungen und Bremsen
bestehen. Die japanische Offenlegungsschrift
JP 2000-266 138 A offenbart
solch ein automatisch schaltbares Fahrzeuggetriebe, das aus vier
Planetengetrieben besteht und sieben Vorwärts-Gangstufen aufweist. Da dafür jedoch
vier Planetengetriebe verwendet werden, weist dieses Getriebe Nachteile hinsichtlich
seiner erheblichen Länge
in Axialrichtung, seiner eingeschränkten Einbaufähigkeit
in Fahrzeuge, seines hohes Gewicht und seines hohen Preises auf.
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Aus
der
DE 690 18 675
T2 ist demgegenüber ein
automatisch schaltbares Getriebe bekannt, bei dem vermittels eines
ersten und eines zweiten Planetengetriebesatzes sechs Vorwärtsgänge sowie
zwei Rückwärtsgänge eingestellt
werden können.
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Darüber hinaus
lehrt die
JP 2001-349392
A ein Mehrstufengetriebe mit zwei Ravigneaux-Planetengetriebesätzen. Mittels
dem aus der
JP 2001-349392
A bekannten Getriebe können
dabei jedoch auch nur sechs Vorwärtsgangstufen
sowie ein Rückwärtsgang
eingestellt werden.
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Die
EP 0 676 562 A1 offenbart
ferner ein Fünfganggetriebe
mit zwei Planetengetriebesätzen. Gleichwohl
ist es auch mit diesem Getriebe nicht möglich, mehr als sechs Vorwärtsgangstufen
einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend
vom vorgenannten Stand der Technik war es Aufgabe der Erfindung
ein automatisch schaltbares Getriebe zur Verfügung zu stellen, das aus zwei
Planetenradsätzen
besteht und eine mehrstufige Kraftübertragung zwischen sieben Gangstufen
ermöglicht,
und das nach Größe, Gewicht
und Preis vorteilhaft ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mit dem automatisch schaltbaren Getriebe nach Anspruch 1, sowie dem
automatisch schaltbaren Getriebe nach Anspruch 2.
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Ein
automatisch schaltbares Getriebe gemäß Anspruch 1 umfasst dabei
ein erstes Planetengetriebe, mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Träger, ersten
Planetenrädern
und einem ersten Hohlrad; ein zweites Planetengetriebe, mit einem zweiten
Sonnenrad, einem zweiten Träger,
zweiten Planetenrädern
und einem zweiten Hohlrad. Das erste Planetengetriebe ist ein Planetengetriebe
mit Einzelplanet und das zweite Planetengetriebe ist ein Planetengetriebe
mit Doppelplanet. Das Getriebe umfasst ferner: eine erste Kupplung,
eine zweite Kupplung, eine dritte Kupplung, eine erste Bremse, eine zweite
Bremse, eine dritte Bremse, ein Gehäuse, eine Antriebswelle zur
Eingabe einer Drehbewegung, und eine Abtriebswelle, welche die auf
sie von der Antriebswelle übertragene
Drehbewegung ausgibt, wobei ein Planetenrad des ersten Planetengetriebes und
ein äußeres Planetenrad
des zweiten Planetengetriebes integral miteinander verbunden sind,
so daß die
Planetenräder
sich um eine gemeinsame Achse drehen; wobei der Träger des
ersten Planetengetriebes und der Träger des zweiten Planetengetriebes
integral miteinander verbunden sind, wobei das erste Sonnenrad über die
dritte Bremse selektiv mit dem Gehäuse verbunden werden kann;
die miteinander verbundenen Träger über die
dritte Kupplung selektiv mit der Antriebswelle und über die
zweite Bremse selektiv mit dem Gehäuse verbunden werden können; das
zweite Hohlrad über
die zweite Kupplung selektiv mit der Antriebswelle und über die erste
Bremse selektiv mit dem Gehäuse
verbunden werden kann; das erste Hohlrad mit der Abtriebswelle verbunden
ist; das zweite Sonnenrad über
die erste Kupplung selektiv mit der Antriebswelle verbunden werden
kann; wobei durch Einrücken
der ersten Kupplung und der ersten Bremse eine erste Gangstufe eingestellt
wird; durch Einrücken
der ersten Kupplung und der zweiten Bremse eine zweite Gangstufe eingestellt
wird; durch Einrücken
der ersten Kupplung und der dritten Bremse eine dritte Gangstufe eingestellt
wird; durch Einrücken
der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung eine vierte Gangstufe eingestellt
wird; und durch Einrücken
der zweiten Kupplung und der dritten Bremse eine fünfte Gangstufe
eingestellt wird; durch Einrücken
der dritten Kupplung und der dritten Bremse eine sechste Gangstufe
eingestellt wird; und durch Einrücken
der zweiten Kupplung und der zweiten Bremse eine siebte Gangstufe
eingestellt wird.
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Ein
automatisch schaltbares Getriebe gemäß Anspruch 2 umfasst ferner
ein erstes Planetengetriebe, mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Träger, ersten
Planetenrädern
und einem ersten Hohlrad; ein zweites Planetengetriebe, mit einem zweiten
Sonnenrad, einem zweiten Träger,
zweiten Planetenrädern
und einem zweiten Hohlrad; wobei das erste Planetengetriebe ein
Planetengetriebe mit Einzelplanet ist und das zweite Planetengetriebe
ein Planetengetriebe mit Doppelplanet ist. Das Getriebe nach Anspruch
2 umfasst dabei außerdem:
eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung, eine dritte Kupplung,
eine erste Bremse, eine zweite Bremse, eine dritte Bremse, ein Gehäuse, eine
Antriebswelle zur Eingabe einer Drehbewegung, und eine Abtriebswelle,
welche die auf sie von der Antriebswelle übertragene Drehbewegung ausgibt,
wobei ein Planetenrad des ersten Planetengetriebes und ein inneres
Planetenrad des zweiten Planetengetriebes integral miteinander verbunden
sind, so daß die
Planetenräder
sich um eine gemeinsame Achse drehen; wobei der Träger des
ersten Planetengetriebes und der Träger des zweiten Planetengetriebes
integral miteinander verbunden sind, wobei das erste Hohlrad über die
dritte Bremse selektiv mit dem Gehäuse verbunden werden kann; die
miteinander verbundenen Träger über die
dritte Kupplung selektiv mit der Antriebswelle und über die
zweite Bremse selektiv mit dem Gehäuse verbunden werden können; das
zweite Hohlrad über die
zweite Kupplung selektiv mit der Antriebswelle und über die
erste Bremse selektiv mit dem Gehäuse verbunden werden kann;
das erste Sonnenrad mit der Abtriebswelle verbunden ist; das zweite
Sonnenrad über
die erste Kupplung selektiv mit der Antriebswelle verbunden werden
kann; wobei durch Einrücken
der ersten Kupplung und der ersten Bremse eine erste Gangstufe eingestellt
wird; durch Einrücken
der ersten Kupplung und der zweiten Bremse eine zweite Gangstufe
eingestellt wird; durch Einrücken
der ersten Kupplung und der dritten Bremse eine dritte Gangstufe
eingestellt wird; durch Einrücken
von zwei Kupplungen aus der Gruppe der ersten Kupplung, der zweiten
Kupplung und der dritten Kupplung eine vierte Gangstufe eingestellt
wird; durch Einrücken
der zweiten Kupplung und der dritten Bremse eine fünfte Gangstufe
eingestellt wird; durch Einrücken
der zweiten Kupplung und der zweiten Bremse eine sechste Gangstufe
eingestellt wird; und durch Einrücken
der dritten Kupplung und der dritten Bremse eine siebte Gangstufe
eingestellt wird.
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Jedes
erfindungsgemäße automatisch schaltbare
Getriebe kann vorzugsweise als Fahrzeuggetriebe verwirklicht werden,
wo die Umdrehung über
eine hydraulisch angetriebene Reibschlußvorrichtung, beispielsweise
einen Drehmomentwandler, auf das automatisch schaltbare Getriebe übertragen wird,
und die veränderte
Drehzahl von einem Ausgangsabschnitt, beispielsweise einem Abtriebsrad und
einer Abtriebswelle, abgegeben und über ein Differentialgetriebe
auf die rechten und linken Fahrzeugräder übertragen wird. Der Eingangsabschnitt
bzw. die Antriebswelle, wird beispielsweise von einer Turbinenwelle
des Drehmomentwandlers gebildet.
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Die
automatisch schaltbaren Getriebe der Erfindung können jeweils entweder quer
in FF(Frontmotor/Frontantrieb)-Fahrzeuge eingebaut werden, wo die
Achse des Automatikgetriebes in Querrichtung des Fahrzeugs verläuft, oder
sie können
längs in FH(Frontmotor/Heckantrieb)-Fahrzeuge
eingebaut werden, wo die Achse des automatisch schaltbaren Getriebes
sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt.
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Die
automatisch schaltbaren Getriebe der Erfindung können jeweils von der Art sein,
die gemäß den Betriebsbedingungen
automatisch geschaltet wird, beispielsweise gemäß dem Verstellweg des Gaspedals
und der Fahrzeuggeschwindigkeit, oder sie können von der Art sein, die
vom Fahrer mittels entsprechender Schalter (Hoch/Runter-Schalter) manuell
geschaltet wird. Das automatisch schaltbare Getriebe gemäß der ersten
oder zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann zwischen sieben Vorwärts-Gangstufen umgeschaltet werden. Es können jedoch
auch mehr als sieben Gangstufen eingestellt werden, wenn man das
automatisch schaltbare Getriebe und ein Zweigang-Hilfsgetriebe mit hohen und niedrigen
Gangstufen hintereinander baut. Weiter kann durch Einrücken der
dritten Kupplung und der ersten Bremse ein Rückwärtsgang eingelegt werden.
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Obwohl
die ersten bis dritten Kupplungen und die ersten bis dritten Bremsen
vorzugsweise durch hydraulisch angetriebene Reibschlußvorrichtungen
vom Einscheiben- oder
Mehrscheiben- bzw. Lamellen-Typ gebildet werden, die durch Hydraulikzylinder
reibschlüssig
verbunden werden, können
sie statt dessen auch durch Einrückvorrichtungen
anderer Art gebildet werden, beispielsweise durch elektromagnetisch
angetriebene Einrückvorrichtungen.
Um die Schaltsteuerung des Getriebes zu erleichtern, können eine
oder mehrere Freilaufkupplungen parallel zu den Kupplungen und Bremsen
vorgesehen sein. Wenn beispielsweise eine Freilaufkupplung parallel
zur ersten Bremse vorgesehen ist, kann die erste Gangstufe lediglich
durch Einrücken
der ersten Kupplung eingelegt werden, und die zweite Gangstufe kann
durch anschließendes
Einrücken
der zweiten Bremse eingelegt werden. Wenn in der ersten Gangstufe
keine Motorbremsung erforderlich ist, kann die erste Bremse durch
eine Freilaufkupplung ersetzt werden. In diesem Fall bewirkt die
Freilaufkupplung genauso ein Anhalten der Umdrehungen wie die erste
Bremse. Abgesehen von diesen Beispielen können verschieden Anordnungen
und Konstruktionen übernommen
werden, beispielsweise können
eine Freilaufkupplung und eine Bremse hintereinander vorgesehen
sein, die miteinander verbunden sind und parallel zur zweiten oder
dritten Bremse angeordnet sind.
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Übrigens
kann eine Gangstufe, die einer Übersetzung
von 1 entspricht, bei der es sich häufig um die vierte Gangstufe
handelt, dadurch eingestellt werden, daß sich das erste und das zweite
Planetengetriebe zusammen als eine Einheit drehen. Im Fall des automatisch
schaltbaren Getriebes gemäß der Erfindung
können
sich die ersten bis dritten Kupplungen, das erste und das zweite
Planetengetriebe sämtlich
zusammen drehen, und zwar durch Einrücken von beliebigen zwei von
drei Kupplungen oder durch Einrücken
aller drei Kupplungen.
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Auf
der Grundlage der oben beschriebenen Konstruktion kann beispielsweise
eine achte oder noch weitere Gangstufe erhalten werden, wenn man eine
Bremse vorsieht, welche die Drehung eines fünften Drehelements anhält, eine
Kupplung, die ein erstes Drehelement mit dem Eingangsabschnitt verbindet,
oder eine Kupplung, die ein drittes Drehelement mit dem Ausgangsabschnitt
verbindet und ein viertes Drehelement mit dem Eingangsabschnitt
verbindet. Auf diese Weise sind verschiedene Anordnungen und Konstruktionen
möglich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
genannten und/oder weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlicher, in denen ähnliche
Ziffern dazu dienen, ähnliche
Elemente zu bezeichnen. Dabei zeigt:
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1A eine
Prinzipskizze, welche die Konstruktion eines automatisch schaltbaren
Fahrzeuggetriebes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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1B eine
Schalttabelle, welche die Beziehungen zwischen der Betätigung von
Einrückvorrichtungen
und den einzustellenden Gangstufen, sowie die in den jeweiligen
Gangstufen erreichten Übersetzungen
zeigt;
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2 ein
Nomogramm, in dem die Drehzahlen der Drehelemente des in 1 gezeigten automatisch schaltbaren Getriebes
A durch gerade Linien angezeigt sind;
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3A eine
Prinzipskizze, welche die Konstruktion eines automatisch schaltbaren
Fahrzeuggetriebes gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3B eine
Schalttabelle, welche die Beziehungen zwischen der Betätigung von
Einrückvorrichtungen
und den einzustellenden Gangstufen, sowie die Übersetzungen zeigt, die in
den jeweiligen Gangstufen erreicht werden; und
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4 ein
Nomogramm, in dem die Drehzahlen der Drehelemente ein Nomogramm
des in 1 gezeigten Automatikgetriebes
A durch gerade Linien angezeigt sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
wird eine erste Ausführungsform
der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Das automatisch schaltbare Getriebe 10 ist von der Art,
die in FF-Fahrzeugen und dergleichen quer eingebaut wird. Das automatisch
schaltbaren Getriebe 10 umfaßt als Hauptkomponenten zwei
Planetengetriebe das heißt, ein
erstes Planetengetriebe 12 und ein zweites Planetengetriebe 14,
und kann so betrieben werden, daß es die Drehzahl eines Eingangsabschnitts 16 verändert und
die veränderte
Drehzahl über
einen Ausgangsabschnitt 18 ausgibt. In der Ausführungsform
werden die Drehungen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors (im
folgenden einfach als ”Motor” bezeichnet) über einen
Drehmomentwandler, der in den Figuren nicht gezeigt ist, auf das
automatisch schaltbare Getriebe übertragen,
und die Antriebswelle 16, die in der Erfindung dem ”Eingangsabschnitt” entspricht,
wird von einer Turbinenwelle des Drehmomentwandlers gebildet. Andererseits
entspricht das Abtriebsrad 18 bzw. die Abtriebswelle dem ”Ausgangsabschnitt” der Erfindung,
und treibt die rechten und linken Fahrzeugräder über eine Differentialgetriebevorrichtung
etc. drehend an. Das Getriebe ist achsensymmetrisch konstruiert.
In der Prinzipskizze von 1A ist
deshalb der untere Teil des Getriebes 10 nicht gezeigt.
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Das
erste Planetengetriebe 12 ist ein Einzelritzel-Planetengetriebe
und schließt
ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1, einen Träger CA1 und Planetenräder P1 ein,
die jeweils drehbar auf dem Träger
CA1 gelagert sind und in das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 eingreifen.
Der zweite Planetenradsatz 14 ist vom Doppelritzel-Typ
und schließt
ein Sonnenrad S2, ein Hohlrad R2, einen Träger CA2, innere Planetenräder P2in,
die jeweils drehbar auf dem Träger
CA2 gelagert sind und in das Sonnenrad S2 eingreifen, und äußere Planetenräder P2out
ein, die jeweils drehbar auf dem Träger CA2 gelagert sind und sowohl
in das korrespondierende Planetenrad P2in als auch in das korrespondierende
Hohlrad R2 eingreifen. Das Planetenrad P1 und ein korrespondierendes äußeres Planetenrad
P2out sind jeweils integral gekoppelt, so daß sie sich um eine gemeinsame
Achse drehen, und der Träger
CA1 und der Träger
CA2 sind ebenfalls integral gekoppelt. Somit umfaßt das Automatikgetriebe 10 fünf Drehelemente,
das heißt,
die ersten bis fünften
Drehelemente M1 bis M5, welche durch das Sonnenrad S1, das Sonnenrad
S2, das Hohlrad R1, das Hohlrad R2 und die gekoppelten Träger CA1,
CA2 gebildet werden. Das erste Drehelement M1 wird vom Sonnenrad
S1 gebildet, das zweite Drehelement M2 wird von den gekoppelten Trägern CA1,
CA2 gebildet, das dritte Drehelement M3 wird vom Hohlrad R2 gebildet,
das vierte Drehelement M4 wird vom Hohlrad R1 gebildet, und das fünfte Drehelement
M5 wird vom Sonnenrad S2 gebildet.
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Das
erste Drehelement M1 (das Sonnenrad S1) kann über eine dritte Bremse B3 selektiv
mit einem nicht drehbaren Abschnitt 20 verbunden werden,
das auch durch einen anderen, nicht drehbaren Teil ersetzt sein
kann. Der zweite Drehelement M2 (die Träger CA1, CA2) kann über eine
dritte Kupplung C3 selektiv mit der Antriebswelle und über eine
zweite Bremse B2 mit dem nicht drehbaren Abschnitt 20 verbunden
werden, so daß die
Drehung des zweiten Drehelements M2 durch Einrücken der zweiten Bremse B2
angehalten wird. Das dritte Drehelement M3 (das Hohlrad R2) kann über eine
zweite Kupplung C2 selektiv mit der Antriebswelle 16 und
kann über eine
erste Bremse B1 selektiv mit dem nicht drehbaren Abschnitt 20 verbunden
werden, so daß die
Drehung des dritten Drehelements M3 durch Einrücken der ersten Bremse B1 angehalten
wird. Das vierte Drehelement M4 (das Hohlrad R1) wird integral mit der
Abtriebswelle 18 verbunden und gibt die Drehbewegungen
darüber
ab. Das fünfte
Drehelement M5 (das Sonnenrad S2) kann über eine erste Kupplung C1
selektiv mit der Antriebswelle verbunden werden. Die Kupplungen
C1 bis C3 und die Bremsen B1 bis B3 sind hydraulisch angetriebene
Reibschlußvorrichtungen
vom Lamellentyp, welche durch hydraulische Zylinder reibschlüssig verbunden
werden. Eine Freilaufkupplung F1 ist parallel zur ersten Bremse
B1 zwischen dem dritten Drehelement M3 und dem nicht drehbaren Abschnitt 20 angeordnet,
um eine Drehung des dritten Drehelements M3 in der normalen Richtung
(d. h. der Richtung, in welcher sich die Antriebswelle 16 dreht)
zu erlauben und eine Drehung in entgegengesetzter Richtung zu verhindern.
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2 zeigt
ein Nomogramm, in dem die Drehzahlen der Drehelemente M1 bis M5
durch gerade Linien dargestellt sind. In dieser Skizze stellt die untere
waagrechte Linie die Umdrehungsgeschwindigkeit Null dar, und die
obere waagrechte Linie stellt die Umdrehungsgeschwindigkeit 1 dar,
welche der Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle 16 entspricht.
Die fünf
senkrechten Linien der Skizze stellen nacheinander von links nach
rechts das erste Drehelement M1 (das Sonnenrad S1) das zweite Drehelement
M2 (die Träger
CA1, CA2), das dritte Drehelement M3 (das Hohlrad R2), das vierte
Drehelement M4 (R1) und das fünfte
Drehelement M5 (das Sonnenrad S2) dar. Die Abstände zwischen diesen senkrechten
Linien werden gemäß den Zähnezahlverhältnissen
p1, p2 der Planetenradsätze 12, 14 bestimmt.
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Wenn
das fünfte
Drehelement M5 in 2 den ersten Planetenradsatz 12 antreibt
und die Drehung des dritten Drehelements M3 durch Einrücken der
ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 angehalten wird, wird
eine Drehung des vierten Drehelements M4, das mit dem Abtriebsrad
verbunden ist, bewirkt, und zwar bei einer Geschwindigkeit, die in
der Skizze mit ”1.” angegeben
ist, wodurch eine erste Gangstufe eingestellt wird, welche die größte Übersetzung
aufweist. Es sei darauf hingewiesen, daß jede Übersetzung durch die ”Umdrehungsgeschwindigkeit
der Antriebswelle 16/Umdrehungsgeschwindigkeit des Abtriebsrads 18” bestimmt
wird, und daß sie
daher dem Kehrwert der Umdrehungsgeschwindigkeit des vierten Drehelements
M4 entspricht. Wenn das fünfte
Drehelement M5 den ersten Planetenradsatz 12 antreibt und
die Drehung des zweiten Drehelements M2 durch Einrücken der
ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 angehalten wird, wird
eine Drehung des vierten Drehelements M4 bewirkt, und zwar bei einer
Geschwindigkeit, die in der Skizze mit ”2.” bezeichnet ist, wodurch eine
zweite Gangstufe mit einer Übersetzung,
die kleiner ist als die Übersetzung
der ersten Gangstufe, eingestellt wird. Wenn das fünfte Drehelement
M5 den ersten Planetenradsatz 12 antreibt und die Drehung
des ersten Drehelements M1 durch Einrücken der ersten Kupplung C1
und der dritten Bremse B3 angehalten wird, wird eine Drehung des
vierten Drehelements M4 bewirkt, und zwar bei einer Geschwindigkeit,
die in der Skizze mit ”3.” bezeichnet
wird, wodurch eine dritte Gangstufe mit einer Übersetzung, die kleiner ist
als die Übersetzung
der zweiten Gangstufe, eingestellt wird. Wenn der erste Planetenradsatz 12 und
das zweite Planetengetriebe 14 durch Einrücken der
ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 mit der Antriebswelle
verbunden werden, wird eine Drehung des vierten Drehelements M4 bewirkt,
und zwar bei einer Geschwindigkeit, die in der Skizze mit ”4.” bezeichnet
ist, wodurch eine vierte Gangstufe mit einer Übersetzung, die kleiner ist
als die Übersetzung
der dritten Gangstufe, eingestellt wird. Man beachte, daß die Übersetzung
der vierten Gangstufe in dieser Ausführungsform auf 1 gesetzt ist.
Wenn das dritte Drehelement M3 mit der Antriebswelle verbunden wird
und die Drehung des ersten Drehelements M1 durch Einrücken der
zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 angehalten wird, wird
eine Drehung des vierten Drehelements M4 bewirkt, und zwar bei einer
Geschwindigkeit, die in der Skizze mit ”5.” bezeichnet ist, und wobei
eine fünfte
Gangstufe mit einer Übersetzung,
die kleiner ist als die Übersetzung
der vierten Gangstufe, eingestellt wird. Wenn das zweite Drehelement
M2 mit der Antriebswelle 16 verbunden wird und die Drehung des
ersten Drehelements M1 durch Einrücken der dritten Kupplung C3
und der dritten Bremse B3 angehalten wird, wird eine Drehung des
vierten Drehelements M4 bewirkt, und zwar bei einer Geschwindigkeit,
die in der Skizze mit ”6.” bezeichnet
ist, wodurch eine sechste Gangstufe mit einer Übersetzung, die kleiner ist
als die Übersetzung
der fünften
Gangstufe, eingestellt wird. Wenn das dritte Drehelement M3 mit der
Antriebswelle 16 verbunden wird und die Drehung des zweiten
Drehelements M2 durch Einrücken der
zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 angehalten wird, wird
eine Drehung des vierten Drehelements M4 bewirkt, und zwar bei einer
Geschwindigkeit, die in der Skizze mit ”7.” angegeben ist, wodurch eine
sechste Gangstufe mit einer Übersetzung, die
kleiner ist als die Übersetzung
der sechsten Gangstufe, eingestellt wird.
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Weiter
wird, wenn das zweite Drehelement M2 mit der Antriebswelle 16 verbunden
wird und die Drehung des dritten Drehelements M3 durch Einrücken der
dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 angehalten wird, die
Drehung des vierten Drehelements M4 bewirkt, und zwar in umgekehrter
Richtung und bei einer Geschwindigkeit, die in der Skizze mit ”Rev” bezeichnet
ist, wodurch ein Rückwärtsgang eingelegt
wird.
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1B ist
eine Schalttabelle welche die Beziehungen zwischen den Getriebestufen
und der Betätigung
der Kupplungen C1 bis C3 und der Bremsen B1 bis B3 anzeigt. In dieser
Tabelle steht ”O” für ”eingerückt” und ”(O)” steht
für „während der
Motorbremsung eingerückt”. Da die
Freilaufkupplung F1 parallel zur ersten Bremse B1 angeordnet ist,
muß die
erste Bremse B1 zum Zeitpunkt des Startens oder Beschleunigens des
Fahrzeugs nicht unbedingt eingerückt
sein. Genauer gesagt, kann die erste Gangstufe eingestellt werden,
wenn nur die erste Kupplung C1 eingerückt wird, und ein Schalten
in die zweite Gangstufe kann durch anschließendes Einrücken der zweiten Bremse B2
durchgeführt
werden. Die Übersetzungen
der Gangstufen werden gemäß den Zähnezahlverhältnissen
p1, p2 der Planetenradsätze
bestimmt. Beispielsweise werden die in 1B angegebenen Übersetzungen
erhalten, wenn die Gesamt-Übersetzungsspreizung
auf einen relativ hohen Wert von etwa 5,83 (= 3,478/0,597) gesetzt
wird, wodurch insgesamt geeignete Übersetzungsmerkmale gewährleistet
werden.
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Auf
diese Weise werden mit dem Automatikgetriebe 10 der ersten
Ausführungsform
die sieben Vorwärts-Gangstufen
mittels der beiden Planetengetriebe 12, 14, der
drei Kupplungen C1 bis C3 und der drei Bremsen B1 bis B3 erreicht.
Im Vergleich zu den herkömmlichen
automatisch schaltbaren Siebenganggetrieben, welche aus vier Planetenradsätzen bestehen,
kann das automatisch schaltbaren Getriebe 10 so konstruiert
werden, daß es
in Axial-Längsrichtung
viel kürzer
ist und daher wenig wiegt und kompakter ist, was vorteilhaft ist
hinsichtlich seiner Einbaufähigkeit
in Fahrzeuge, der verringerten Anzahl seiner Bauteile und seines
niedrigen Preises.
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Außerdem können, auch
wenn die Planetengetriebe 12, 14 relativ klein
sind (d. h. einen kleinen Durchmesser haben), insgesamt geeignete Übersetzungsmerkmale
wie in 1B gezeigt erhalten werden,
wenn man ihre Zähnezahlverhältnisse
p1, p2 richtig einstellt.
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Nun
wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung im Detail beschrieben.
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3A zeigt
für die
zweite Ausführungsform,
was 1A für
die erste Ausführungsform zeigt. 3B ist
eine Schalttabelle, welche die Beziehungen zwischen der Betätigung von
Einrückvorrichtungen
und Gangstufe, sowie die Übersetzungen zeigt,
welche bei den entsprechenden Gangstufen erreicht werden. Das heißt, 3B entspricht 1B der
ersten Ausführungsform.
Das automatisch schaltbare Getriebe 30 umfaßt als Hauptkomponenten
ein Einzelritzel-Planetengetriebe 32 und ein Doppelritzel-Planetengetriebe 34.
Das automatisch schaltbare Getriebe 30 unterscheidet sich
vom automatisch schaltbaren Getriebe 10 der ersten Ausführungsform
darin, daß (i)
jedes Planetenrad P1 des ersten Planetengetriebes 32 und
ein korrespondierendes inneres Planetenrad P2in des zweiten Planetengetriebes 34 integral
miteinander verbunden sind, so daß sie sich um eine gemeinsame
Achse drehen, (ii) das erste Drehelement M1 vom Hohlrad R1 des ersten
Planetengetriebes 32 gebildet wird und über die dritte Bremse B3 selektiv
mit dem nicht drehbaren Abschnitt 20 verbunden werden kann,
so daß die Drehung
des ersten Drehelements M1 durch Einrücken der dritten Bremse B3
angehalten wird, und (iii) das vierte Drehelement M4 vom Sonnenrad
S1 des ersten Planetengetriebes 32 gebildet wird und mit
der Abtriebswelle 18 verbunden ist.
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Wie
in 3B gezeigt, werden gemäß der zweiten Ausführungsform,
obwohl die ersten bis fünften
Gangstufen durch Betätigen
der Einrückvorrichtung
auf die gleiche Weise eingestellt werden wie in der ersten Ausführungsform,
die sechste und die siebte Gangstufe eingestellt wie folgt: Und
zwar wird, wenn das dritte Drehelement M3 mit der Antriebswelle 16 verbunden
wird und die Drehung des zweiten Drehelements M2 durch Einrücken der
zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 angehalten wird, eine
sechste Gangstufe eingestellt. Wenn das zweite Drehelement M2 mit
der Antriebswelle 16 verbunden wird und die Drehung des
ersten Drehelements M1 durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und
der dritten Bremse B3 angehalten wird, wird die siebte Gangstufe
eingestellt. Die Übersetzungen
der Gangstufen werden gemäß den Zähnezahlverhältnissen
p1, p2 der Planetenradsätze 32, 34 bestimmt. Beispielsweise
werden durch Einstellen des Zähnezahlverhältnisses
p1 auf 0,667 und des Zähnezahlverhältnisses
p2 auf 0,400 die Übersetzungen
eingestellt, die in 3B angezeigt sind, wo die Gesamt-Übersetzungsspreizung
des Getriebes auf einen relativ hohen Wert von 7,50 (= 3,00/0,400)
gesetzt ist, wodurch insgesamt geeignete Übersetzungsmerkmale erhalten
werden.
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Somit
werden im Automatikgetriebe 30 der zweiten Ausführungsform
die sieben Vorwärts-Gangstufen
mittels der beiden Planetenradsätze 32, 34, der
drei Kupplungen C1 bis C3 und der drei Bremsen B1 bis B3 erreicht.
Das heißt,
es können
die gleichen Vorteile erhalten werden wie mit der ersten Ausführungsform.