DE112008001175T5

DE112008001175T5 - Getriebe mit breiter Übersetzung und mehreren Übersetzungsverhältnissen

Info

Publication number: DE112008001175T5
Application number: DE112008001175T
Authority: DE
Inventors: Norman K. Troy Bucknor; Madhusudan West Bloomfield Raghavan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-04-23
Also published as: WO2008137302A1; CN101688590B; US20080274852A1; US7674201B2; DE112008001175B4; CN101688590A

Abstract

Mehrganggetriebe, umfassend:
eine Antriebswelle;
eine Abtriebswelle;
einen ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen;
wobei die Antriebswelle ständig mit zumindest einem Element der Zahnradsätze verbunden ist, und die Abtriebswelle ständig mit einem anderen Element der Zahnradsätze verbunden ist;
ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Zahnradsatzes verbindet;
ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Zahnradsatzes verbindet;
ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Zahnradsatzes verbindet;
einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der das erste Verbindungselement selektiv mit einem feststehenden Element verbindet;
einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet;
einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des dritten Zahnradsatzes selektiv...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Familie von Lastschaltgetrieben, die drei Planetenradsätze aufweisen, die durch sieben Drehmomentübertragungseinrichtungen gesteuert werden, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Personenkraftwagen umfassen einen Antriebsstrang, der aus einem Motor, einem Mehrganggetriebe und einem Differential- oder Achsantrieb besteht. Das Mehrganggetriebe erhöht den Gesamtbetriebsbereich des Fahrzeugs, indem es zulässt, dass der Motor seinen Drehmomentbereich mehrmals durchlaufen kann. Die Anzahl von Vorwärtsgängen, die in dem Getriebe verfügbar ist, bestimmt die Häufigkeit, mit der der Drehmomentbereich des Motors wiederholt durchlaufen werden kann. Frühe Automatikgetriebe wiesen zwei Drehzahlbereiche auf. Dies begrenzte den Gesamtdrehzahlbereich des Fahrzeugs stark und erforderte daher einen relativ großen Motor, der einen breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich erzeugen konnte. Dies führte dazu, dass der Motor während der Fahrt bei einem spezifischen Kraftstoffverbrauchspunkt arbeitete, der nicht der Punkt mit der höchsten Wirtschaftlichkeit war. Daher waren von Hand geschaltete Getriebe (Vorgelegewellengetriebe) am beliebtesten.
Mit dem Aufkommen von Drei- und Viergang-Automatikgetrieben nahm die Beliebtheit des automatisch schaltenden (Planetenrad-)Getriebes bei den Autofahrern zu. Diese Getriebe verbesserten das Betriebsverhalten und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. Die erhöhte Anzahl von Gängen verringert die Stufengröße zwischen Übersetzungsverhältnissen und verbessert daher die Schaltqualität des Getriebes, indem es die Gangwechsel für den Bediener bei normaler Fahrzeugbeschleunigung im Wesentlichen nicht wahrnehmbar macht.
Sechsganggetriebe bieten mehrere Vorteile gegenüber Vier- und Fünfganggetrieben, die eine verbesserte Fahrzeugbeschleunigung und eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit einschließen. Während viele Lkw Lastschaltgetriebe mit sechs oder mehr Vorwärtsgängen anwenden, werden Pkw aufgrund der Größe und Komplexität dieser Getriebe noch mit Drei- und Viergang-Automatikgetrieben und relativ wenigen Fünf- oder Sechsgangeinrichtungen hergestellt.
Sieben-, Acht- und Neunganggetriebe bieten weitere Verbesserungen bei der Beschleunigung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Sechsganggetrieben. Wie bei den oben diskutierten Sechsganggetrieben ist jedoch die Entwicklung von Sieben-, Acht- und Neunganggetrieben aufgrund der Komplexität, Größe und Kosten verhindert worden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Familie von Getrieben bereitzustellen, die drei Planetenradsätze aufweisen, die gesteuert werden, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen.
Die Familie von elektrisch verstellbaren Getrieben der vorliegenden Erfindung weist drei Planetenradsätze auf, von denen jeder ein erstes, zweites und drittes Element aufweist, wobei die Elemente in beliebiger Reihenfolge ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder eine Planetenträgeranordnung umfassen können.
Bei der Bezugnahme auf den ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen, können diese Sätze in beliebiger Reihenfolge in den Zeichnungen (d. h. von links nach rechts, von rechts nach links, usw.) mit ”erster” bis ”dritter” gezählt sein. Zusätzlich können das erste, zweite oder dritte Element jedes Zahnradsatzes in den Zeichnungen für jeden Zahnradsatz in beliebiger Reihenfolge mit ”erstes” bis ”drittes” gezählt sein (d. h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.).
Jeder Träger kann entweder ein Einzelplanetenträger (einfach) oder ein Doppelplanetenträger (zusammengesetzt) sein.
Ein erstes Verbindungselement verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes.
Ein zweites Verbindungselement verbindet das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes.
Ein drittes Verbindungselement verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes.
Das Antriebselement ist ständig mit zumindest einem Element der Planetenradsätze verbunden. Das Abtriebselement ist ständig mit zumindest einem Element der Planetenradsätze verbunden.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Bremse, verbindet das erste Verbindungselement selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Bremse, verbindet ein Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Bremse, verbindet ein Element des dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten).
Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung, verbindet ein Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes, das ständig mit dem Antriebselement verbunden ist.
Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung, verbindet das erste oder zweite Verbindungselement selektiv mit dem Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes, das ständig mit dem Antriebselement verbunden ist.
Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung, verbindet ein Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem ersten, zweiten oder dritten Verbindungselement.
Eine optionale siebte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung, verbindet ein Element des dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Verbindungselement.
Die sechs oder sieben Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in Kombinationen von zweien einrückbar, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zu erzielen.
Eine Vielfalt von Drehzahlverhältnissen und Verhältnisspreizungen kann durch geeignetes Wählen der Zähneverhältnisse der Planetenradsätze realisiert werden.
Die obigen Merkmale und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
1b ist eine Wahrheitstabelle und ein Schaubild, die einige der Betriebseigenschaften des in 1a gezeigten Antriebsstrangs darstellen;
2a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
2b ist eine Tabelle für Betriebsmodi und eine Tabelle für Modi mit festem Verhältnis, die einige der Betriebseigenschaften des in 2a gezeigten Antriebsstrangs darstellen;
3a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
3b ist eine Tabelle für Betriebsmodi und eine Tabelle für Modi mit festem Verhältnis, die einige der Betriebseigenschaften des in 3a gezeigten Antriebsstrangs darstellen;
4a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
4b ist eine Tabelle für Betriebsmodi und eine Tabelle für Modi mit festem Verhältnis, die einige der Betriebseigenschaften des in 4a gezeigten Antriebsstrangs darstellen;
5a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
5b ist eine Tabelle für Betriebsmodi und eine Tabelle für Modi mit festem Verhältnis, die einige der Betriebseigenschaften des in 5a gezeigten Antriebsstrangs darstellen;
6a ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
6b ist eine Tabelle für Betriebsmodi und eine Tabelle für Modi mit festem Verhältnis, die einige der Betriebseigenschaften des in 6a gezeigten Antriebsstrangs darstellen;
7a ist eine schematische Darstellung eines, der ein Planetengetriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält; und
7b ist eine Tabelle für Betriebsmodi und eine Tabelle für Modi mit festem Verhältnis, die einige der Betriebseigenschaften des in 7a gezeigten Antriebsstrangs darstellen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in 1a ein Antriebsstrang 10 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, ein Planetengetriebe 14 und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 aufweist. Der Motor 12 kann unter Verwendung verschiedener Arten von Kraftstoff beaufschlagt werden, um den Wirkungsgrad und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit einer besonderen Anwendung zu verbessern. Derartige Kraftstoffe können beispielsweise Benzin; Diesel; Ethanol; Dimethylether usw. umfassen.
Das Planetengetriebe 14 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 12 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 18 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 18 umfasst drei Planetenradsätze 20, 30 und 40.
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenrad 22, ein Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 26. Die Planetenträgeranordnung 26 umfasst mehrere Planetenräder 27, die drehbar an einem Träger 29 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 22 als auch dem Hohlrad 24 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenrad 32, ein Hohlrad 34 und eine Planetenträgeranordnung 36. Die Planetenträgeranordnung 36 umfasst mehrere Planetenräder 37, die drehbar an einem Träger 39 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 34 als auch dem Sonnenrad 32 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenrad 42, ein Hohlrad 44 und eine Planetenträgeranordnung 46. Die Planetenträgeranordnung 46 umfasst mehrere Planetenräder 47, die an einem Träger 49 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 44 als auch dem Sonnenrad 42 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52, 54, 56, 57 und 58. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52 und 54 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 56, 57 und 58 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 30 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 46 des Planetenradsatzes 40 verbunden. Das erste Verbindungselement 70 verbindet den Träger 26 des Planetenradsatzes 20 ständig mit dem Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 30. Das zweite Verbindungselement 72 verbindet den Träger 36 des Planetenradsatzes 30 ständig mit dem Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40. Das dritte Verbindungselement 74 verbindet das Hohlrad 24 des Planetenradsatzes 20 ständig mit dem Träger 46 des Planetenradsatzes 40.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 50, verbindet den Träger 26 des Planetenradsatzes 20 und das Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 30 über das Verbindungselement 70 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 52, verbindet das Sonnenrad 22 des Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 54, verbindet das Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 56, verbindet das Sonnenrad 22 des Planetenradsatzes 20 selektiv mit dem Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 30, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 57, verbindet den Träger 36 des Planetenradsatzes 30 und das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 selektiv mit dem Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 30, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 58, verbindet den Träger 36 des Planetenradsatzes 30 und das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40 selektiv mit dem Sonnenrad 22 des Planetenradsatzes 20.
Wie es in 1b und insbesondere in der darin offenbarten Wahrheitstabelle gezeigt ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen selektiv in Kombinationen von zweien eingerückt, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen.
Der Rückwärtsgang (Rückwärts) wird mit dem Eingriff der Bremse 50 und der Kupplung 56 hergestellt. Die Bremse 50 bringt das Hohlrad 34 und den Träger 26 über das Verbindungselement 70 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Kupplung 56 bringt das Sonnenrad 22 selektiv mit dem Sonnenrad 32 in Eingriff, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Das Sonnenrad 22 und das Sonnenrad 32 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Der Träger 26 und das Hohlrad 34 rotieren nicht. Der Träger 36 und das Hohlrad 44 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 36 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 24, der Träger 46 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 24, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Sonnenrads 22 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Der Zahlenwert des Rückwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20 und 30 bestimmt.
Der erste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremsen 50 und 54 hergestellt. Die Bremse 50 bringt den Träger 26 und das Hohlrad 34 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Bremse 54 bringt das Sonnenrad 42 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Das Sonnenrad 32 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Das Hohlrad 34 und der Träger 26 rotieren nicht. Das Hohlrad 44 und der Träger 36 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 36 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Sonnenrad 42 rotiert nicht. Das Hohlrad 24, der Träger 46 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 46, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des ersten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 30 und 40 bestimmt.
Der zweite Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremsen 52 und 54 hergestellt. Die Bremse 52 bringt das Sonnenrad 22 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Bremse 54 bringt das Sonnenrad 42 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Das Sonnenrad 32 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Das Hohlrad 34 und der Träger 26 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Das Hohlrad 44 und der Träger 36 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 36 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32, der Drehzahl des Hohlrads 34 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Sonnenrad 22 rotiert nicht. Das Hohlrad 24, der Träger 46 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 26 wird von der Drehzahl des Hohlrads 24 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 42 rotiert nicht. Die Drehzahl des Trägers 46, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des zweiten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der dritte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremse 54 und der Kupplung 58 hergestellt. Die Bremse 54 bringt das Sonnenrad 42 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Kupplung 58 bringt das Sonnenrad 22 mit dem Träger 36 in Eingriff. Das Sonnenrad 32 rotiert mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Das Hohlrad 44, der Träger 36 und das Sonnenrad 22 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Das Hohlrad 34 und der Träger 26 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 34 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32, der Drehzahl des Trägers 36 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 24, der Träger 46 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Sonnenrads 22 wird von der Drehzahl des Hohlrads 24, der Drehzahl des Trägers 26 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 42 rotiert nicht. Die Drehzahl des Trägers 46, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des dritten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der vierte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremse 54 und der Kupplung 56 hergestellt. Die Bremse 54 bringt das Sonnenrad 42 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Kupplung 56 bringt das Sonnenrad 22 selektiv mit dem Sonnenrad 32 in Eingriff, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Das Sonnenrad 32 und das Sonnenrad 22 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Der Träger 36 und das Hohlrad 44 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Das Hohlrad 34 und der Träger 26 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 34 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 32, der Drehzahl des Trägers 36 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planeten radsatzes 30 bestimmt. Das Hohlrad 24, der Träger 46 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 26 wird von der Drehzahl des Sonnenrads 22, der Drehzahl des Hohlrads 24 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Das Sonnenrad 42 rotiert nicht. Die Drehzahl des Trägers 46, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des vierten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung des Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisses der Planetenradsätze 20, 30 und 40 bestimmt.
Der fünfte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremse 54 und der Kupplung 57 hergestellt. Die Bremse 54 bringt das Sonnenrad 42 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Kupplung 57 bringt das Hohlrad 44 und den Träger 36 über das Verbindungselement 70 mit dem Sonnenrad 32 in Eingriff, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Das Hohlrad 44, der Träger 26 und der Planetenradsatz 30 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Wenn beliebige zwei Elemente eines Planetenradsatzes mit der gleichen Drehzahl rotieren, rotiert der gesamte Planetenradsatz mit der gleichen Drehzahl, wie es Fachleute allgemein wissen. Das Sonnenrad 42 rotiert nicht. Der Träger 46, das Hohlrad 24 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Trägers 46, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Hohlrads 44 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40 bestimmt. Der Zahlenwert des fünften Vorwärtsgangs wird unter Verwendung des Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisses des Planetenradsatzes 40 bestimmt.
Der sechste Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Kupplungen 57 und 58 hergestellt. In dieser Konfiguration ist das Antriebselement 17 direkt mit dem Abtriebselement 19 verbunden. Der Zahlenwert des neunten Vorwärtsgangs beträgt 1.
Der siebte Vorwärtsgang wird mit dem Eingriff der Bremse 52 und der Kupplung 57 hergestellt. Die Bremse 52 bringt das Sonnenrad 22 mit dem Getriebegehäuse 60 in Eingriff. Die Kupplung 57 bringt das Hohlrad 44 und den Träger 36 mit dem Sonnenrad 32 in Eingriff, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Das Hohlrad 44, der Träger 26 und der Planetenradsatz 30 rotieren mit der gleichen Drehzahl wie das Antriebselement 17. Das Sonnenrad 22 rotiert nicht. Das Hohlrad 24, der Träger 46 und das Abtriebselement 19 rotieren mit der gleichen Drehzahl. Die Drehzahl des Hohlrads 24, und somit des Abtriebselements 19, wird von der Drehzahl des Trägers 26 und dem Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20 bestimmt. Der Zahlenwert des siebten Vorwärtsgangs wird unter Verwendung der Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse des Planetenradsatzes 20 bestimmt.
Wie es oben ausgeführt wurde, ist der Einrückplan für die Drehmomentübertragungsmechanismen in der Wahrheitstabelle von 1b gezeigt. Diese Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel von Gängen, die unter Verwendung der beispielhaft in 1b angegebenen Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse verfügbar sind. Der N_R1/S_R1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 20; der N_R2/S_R2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 30; und der N_R3/S_R3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 40. Das Schaubild von 1b beschreibt auch die Verhältnisstufen, die unter Verwendung des angegebenen Beispiels von Zähneverhältnissen für die Einrückungspläne des oben beschriebenen Getriebes erzielt werden. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Vorwärtsgang 1,60, während das Stufenverhältnis zwischen dem Rückwärtsgang (Rückwärts) und dem ersten Vorwärtsgang –0,60 beträgt.
Der Antriebsstrang 10 kann sich Bauteile mit einem Hybridfahrzeug teilen, und kann in einer derartigen Kombination in einem ”Ladungsentleerungsmodus” betrieben werden. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung ist ein ”Ladungsentleerungsmodus” ein Modus, bei dem das Fahrzeug primär durch einen Elektromotor/Generator mit Leistung beaufschlagt wird, so dass eine Batterie entleert oder nahezu entleert ist, wenn das Fahrzeug sein Ziel erreicht. Mit anderen Worten wird der Motor 12 während des Ladungsentleerungsmodus nur bis zu dem Ausmaß betrieben, das notwendig ist, um sicherzustellen, dass die Batterie nicht vor Erreichen des Ziels entleert ist. Ein herkömmliches Hybridfahrzeug arbeitet in einem ”Ladungshaltemodus”, bei dem, wenn das Batterieladeniveau unter ein vorbestimmtes Niveau (z. B. 25 Prozent) abfällt, der Motor automatisch laufen gelassen wird, um die Batterie wieder aufzuladen. Indem das Hybridfahrzeug in einem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird, kann es daher etwas oder den gesamten Kraftstoff einsparen, der ansonsten verbraucht werden würde, um das Batterieladeniveau von 25 Prozent in einem herkömmlichen Hybridfahrzeug aufrechtzuerhalten. Es ist festzustellen, dass ein Hybridfahrzeug-Antriebsstrang bevorzugt nur dann in dem Ladungsentleerungsmodus betrieben wird, wenn die Batterie nach Erreichen des Ziels wieder aufgeladen werden kann, indem sie an eine Energiequelle angeschlossen wird.
BESCHREIBUNG EINER ZWEITEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 2a ist ein Antriebsstrang 110 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, der mit einer anderen Ausführungsform des Planetengetriebes verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 114 bezeichnet ist, und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst.
Das Planetengetriebe 114 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 112 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 118 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 118 umfasst drei Planetenradsätze 120, 130 und 140.
Der Planetenradsatz 120 umfasst ein Sonnenrad 122, ein Hohlrad 24 und eine Planetenträgeranordnung 126. Die Planetenträgeranordnung 126 umfasst mehrere Planetenräder 127, die drehbar an einem Träger 129 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 122 als auch dem Hohlrad 124 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 130 umfasst ein Sonnenrad 132, ein Hohlrad 134 und eine Planetenträgeranordnung 136. Die Planetenträgeranordnung 136 umfasst mehrere Planetenräder 137, die drehbar an einem Träger 139 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 134 als auch dem Sonnenrad 132 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 140 umfasst ein Sonnenrad 142, ein Hohlrad 144 und eine Planetenträgeranordnung 146. Die Planetenträgeranordnung 146 umfasst mehrere Planetenräder 147, die an einem Träger 149 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 144 als auch dem Sonnenrad 142 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 150, 152, 154, 156, 157 und 158. Die Drehmoment übertragungsmechanismen 150, 152 und 154 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 156, 157 und 158 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 132 des Planetenradsatzes 130 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 146 des Planetenradsatzes 140 verbunden. Das erste Verbindungselement 170 verbindet den Träger 126 ständig mit dem Hohlrad 136. Das zweite Verbindungselement 172 verbindet den Träger 136 ständig mit dem Hohlrad 144. Das dritte Verbindungselement 174 verbindet das Hohlrad 124 ständig mit dem Träger 146.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 150, verbindet das Hohlrad 134 und den Träger 126 über das Verbindungselement 170 selektiv mit dem Getriebegehäuse 160. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 152, verbindet das Sonnenrad 122 selektiv mit dem Getriebegehäuse 160. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 154, verbindet das Sonnenrad 142 selektiv mit dem Getriebegehäuse 160. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 156, verbindet das Sonnenrad 122 selektiv mit dem Sonnenrad 132, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 157, verbindet das Hohlrad 144 und den Träger 136 über das Verbindungselement 172 selektiv mit dem Sonnenrad 132, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 158, verbindet das Sonnenrad 122 selektiv mit dem Hohlrad 144 und dem Träger 136 über das Verbindungselement 172.
Die in den 2b, 3b, 4b, 5b, 6b und 7b angegebenen Wahrheitstabellen zeigen die Einrückabfolgen für die Drehmomentübertragungsmechanismen, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen. Wie es oben für die Konfiguration in 1a gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute aus den jeweiligen Wahrheitstabellen verstehen, wie die Gänge über die in der Beschreibung gekennzeichneten Planetenradsätze hergestellt werden.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 2b die Einrückabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu verwendet wird, um einen Rückwärtsfahrgang und zumindest sieben Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 2a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 2b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 120; der N_R2/N_S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 130; und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 140. In 2b sind auch die Verhältnisstufen zwischen Verhältnissen mit einer Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom Rückwärtsgang zum ersten Gang für die Einrückungspläne gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 1,52.
BESCHREIBUNG EINER DRITTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 3a ist ein Antriebsstrang 210 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, der mit einer anderen Ausführungsform des Planetengetriebes verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 214 bezeichnet ist, und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst.
Das Planetengetriebe 214 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 212 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 218 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 218 umfasst drei Planetenradsätze 220, 230 und 240.
Der Planetenradsatz 220 umfasst ein Sonnenrad 222, ein Hohlrad 224 und eine Planetenträgeranordnung 226. Die Planetenträgeranordnung 226 umfasst mehrere Planetenräder 227, die drehbar an einem Träger 229 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 222 als auch dem Hohlrad 224 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 230 umfasst ein Sonnenrad 232, ein Hohlrad 234 und eine Planetenträgeranordnung 236. Die Planetenträgeranordnung 236 umfasst mehrere Planetenräder 237, die drehbar an einem Träger 239 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 234 als auch dem Sonnenrad 232 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 240 umfasst ein Sonnenrad 242, ein Hohlrad 144 und eine Planetenträgeranordnung 246. Die Planetenträgeranordnung 246 umfasst mehrere Planetenräder 247, die an einem Träger 249 mon tiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 244 als auch dem Sonnenrad 242 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 250, 252, 254, 256, 257 und 258. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 250, 252 und 254 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 256, 257 und 258 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 232 des Planetenradsatzes 230 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 246 des Planetenradsatzes 240 verbunden. Das erste Verbindungselement 270 verbindet den Träger 226 ständig mit dem Hohlrad 234. Das zweite Verbindungselement 272 verbindet den Träger 236 ständig mit dem Hohlrad 244. Das dritte Verbindungselement 274 verbindet das Hohlrad 224 ständig mit dem Träger 246.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 250, verbindet den Träger 226 und das Hohlrad 234 über das Verbindungselement 270 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 252, verbindet das Sonnenrad 222 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 254, verbindet das Sonnenrad 242 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 256, verbindet das Sonnenrad 222 selektiv mit dem Sonnenrad 232, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 257, verbindet den Träger 226 und das Hohlrad 234 über das Verbindungselement 270 selektiv mit dem Sonnenrad 232, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 258, verbindet den Träger 226 und das Hohlrad 234 über das Verbindungselement 270 selektiv mit dem Sonnenrad 222.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 3b die Einrückabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu verwendet wird, um einen Rückwärtsfahrgang und zumindest sieben Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 3a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 3b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 220; der N_R2/N_S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 230; und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 240. In 3b sind auch die Verhältnisstufen zwischen Verhältnissen mit einer Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom Rückwärtsgang zum ersten Gang für die Einrückungspläne gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 1,53.
BESCHREIBUNG EINER VIERTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 4a ist ein Antriebsstrang 310 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, der mit einer anderen Ausführungsform des Planetengetriebes verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 314 bezeichnet ist, und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst.
Das Planetengetriebe 314 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 312 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 318 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 318 umfasst drei Planetenradsätze 320, 330 und 340.
Der Planetenradsatz 320 umfasst ein Sonnenrad 322, ein Hohlrad 324 und eine Planetenträgeranordnung 326. Die Planetenträgeranordnung 326 umfasst mehrere Planetenräder 327, die drehbar an einem Träger 229 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 322 als auch dem Hohlrad 324 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 330 umfasst ein Sonnenrad 332, ein Hohlrad 334 und eine Planetenträgeranordnung 336. Die Planetenträgeranordnung 336 umfasst mehrere Planetenräder 337, die drehbar an einem Träger 339 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 334 als auch dem Sonnenrad 332 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 340 umfasst ein Sonnenrad 342, ein Hohlrad 344 und eine Planetenträgeranordnung 346. Die Planetenträgeranordnung 346 umfasst mehrere Planetenräder 347, die an einem Träger 349 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 344 als auch dem Sonnenrad 342 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 350, 352, 354, 356, 357 und 358. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 350, 352 und 354 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertra gungsmechanismen 356, 357 und 358 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 332 des Planetenradsatzes 330 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 346 des Planetenradsatzes 340 verbunden. Das erste Verbindungselement 370 verbindet den Träger 326 ständig mit dem Hohlrad 334. Das zweite Verbindungselement 372 verbindet den Träger 336 ständig mit dem Hohlrad 344. Das dritte Verbindungselement 374 verbindet das Hohlrad 324 ständig mit dem Träger 346.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 350, verbindet den Träger 326 und das Hohlrad 334 über das Verbindungselement 370 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 352, verbindet das Sonnenrad 322 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 354, verbindet das Sonnenrad 342 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 356, verbindet das Sonnenrad 322 selektiv mit dem Sonnenrad 332, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 357, verbindet den Träger 326 und das Hohlrad 334 selektiv mit dem Sonnenrad 332, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 358, verbindet das Hohlrad 324 und den Träger 346 über das Verbindungselement 374 selektiv mit dem Träger 326 und dem Hohlrad 334 über das Verbindungselement 370.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 4b die Einrückabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu verwendet wird, um einen Rückwärtsfahrgang und zumindest sieben Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 4a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 4b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 320; der N_R2/N_S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 330; und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 340. In 4b sind auch die Verhältnisstufen zwischen Verhältnissen mit einer Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom Rückwärtsgang zum ersten Gang für die Einrückungspläne gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 1,68.
BESCHREIBUNG EINER FÜNFTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 5a ist ein Antriebsstrang 410 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, der mit einer anderen Ausführungsform des Planetengetriebes verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 414 bezeichnet ist, und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst.
Das Planetengetriebe 414 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 412 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 418 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 418 umfasst drei Planetenradsätze 420, 430 und 440.
Der Planetenradsatz 420 umfasst ein Sonnenrad 422, ein Hohlrad 424 und eine Planetenträgeranordnung 426. Die Planetenträgeranordnung 426 umfasst mehrere Planetenräder 427, die drehbar an einem Träger 429 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 422 als auch dem Hohlrad 424 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 430 umfasst ein Sonnenrad 432, ein Hohlrad 434 und eine Planetenträgeranordnung 436. Die Planetenträgeranordnung 436 umfasst mehrere Planetenräder 437, die drehbar an einem Träger 439 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 434 als auch dem Sonnenrad 432 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 440 umfasst ein Sonnenrad 442, ein Hohlrad 444 und eine Planetenträgeranordnung 446. Die Planetenträgeranordnung 446 umfasst mehrere Planetenräder 447, die an einem Träger 449 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 444 als auch dem Sonnenrad 442 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sechs Drehmomentübertragungsmechanismen 450, 452, 454, 456, 457 und 458. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 450, 452 und 454 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 456, 457 und 458 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 432 des Planetenradsatzes 430 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 446 des Planetenradsatzes 440 verbunden. Das erste Verbindungs element 470 verbindet den Träger 426 ständig mit dem Hohlrad 434. Das zweite Verbindungselement 472 verbindet den Träger 436 ständig mit dem Hohlrad 444. Das dritte Verbindungselement 474 verbindet das Hohlrad 424 ständig mit dem Träger 446.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 450, verbindet den Träger 426 und das Hohlrad 434 über das Verbindungselement 470 selektiv mit dem Getriebegehäuse 460. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 452, verbindet das Sonnenrad 422 selektiv mit dem Getriebegehäuse 460. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 454, verbindet das Sonnenrad 442 selektiv mit dem Getriebegehäuse 460. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 456, verbindet das Sonnenrad 422 selektiv mit dem Sonnenrad 432, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 457, verbindet den Träger 436 und das Hohlrad 444 über das Verbindungselement 470 selektiv mit dem Sonnenrad 432, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 458, verbindet den Träger 446 und das Hohlrad 424 über das Verbindungselement 474 selektiv mit dem Sonnenrad 442.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 5b die Einrückabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu verwendet wird, um einen Rückwärtsfahrgang und zumindest sieben Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 5a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 5b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 420; der N_R2/N_S2-Wert ist das Zähne verhältnis des Planetenradsatzes 430; und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 440. In 5b sind auch die Verhältnisstufen zwischen Verhältnissen mit einer Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom Rückwärtsgang zum ersten Gang für die Einrückungspläne gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang 1,43.
BESCHREIBUNG EINER SECHSTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 6a ist ein Antriebsstrang 510 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, der mit einer anderen Ausführungsform des Planetengetriebes verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 514 bezeichnet ist, und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst.
Das Planetengetriebe 514 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 512 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 518 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 518 umfasst drei Planetenradsätze 520, 530 und 540.
Der Planetenradsatz 520 umfasst ein Sonnenrad 522, ein Hohlrad 524 und eine Planetenträgeranordnung 526. Die Planetenträgeranordnung 5226 umfasst mehrere Planetenräder 527, die drehbar an einem Träger 529 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 522 als auch dem Hohlrad 524 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 530 umfasst ein Sonnenrad 532, ein Hohlrad 534 und eine Planetenträgeranordnung 536. Die Planetenträgeranordnung 536 umfasst mehrere Planetenräder 537, die drehbar an einem Träger 539 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 534 als auch dem Sonnenrad 532 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 540 umfasst ein Sonnenrad 542, ein Hohlrad 544 und eine Planetenträgeranordnung 546. Die Planetenträgeranordnung 546 umfasst mehrere Planetenräder 547, die an einem Träger 549 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 544 als auch dem Sonnenrad 542 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 550, 552, 554, 556, 557, 558 und 559. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 550, 552 und 554 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 556, 557, 558 und 559 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 532 des Planetenradsatzes 530 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 546 des Planetenradsatzes 540 verbunden. Das erste Verbindungselement 570 verbindet den Träger 526 ständig mit dem Hohlrad 534. Das zweite Verbindungselement 572 verbindet den Träger 536 ständig mit dem Hohlrad 544. Das dritte Verbindungselement 574 verbindet das Hohlrad 524 ständig mit dem Träger 546.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 550, verbindet den Träger 526 und das Hohlrad 534 über das Verbindungselement 570 selektiv mit dem Getriebegehäuse 560. Eine zweite Drehmo mentübertragungseinrichtung, wie Bremse 552, verbindet das Sonnenrad 522 selektiv mit dem Getriebegehäuse 560. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 554, verbindet das Sonnenrad 542 selektiv mit dem Getriebegehäuse 560. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 556, verbindet das Sonnenrad 522 selektiv mit dem Sonnenrad 532, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 557, verbindet den Träger 526 und das Hohlrad 534 über das Verbindungselement 570 selektiv mit dem Sonnenrad 532, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 558, verbindet den Träger 526 und das Hohlrad 534 über das Verbindungselement 570 selektiv mit dem Sonnenrad 522. Eine siebte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 559, verbindet das Hohlrad 524 und den Träger 546 über das Verbindungselement 574 selektiv mit dem Sonnenrad 542.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 6b die Einrückabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu verwendet wird, um einen Rückwärtsfahrgang und zumindest sieben Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 6a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 6b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 520; der N_R2/N_S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 530; und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 540. In 6b sind auch die Verhältnisstufen zwischen Verhältnissen mit einer Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom Rückwärtsgang zum ersten Gang für 7-Gang- und 8-Gangeinrückungspläne gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang jeweils 1,53.
Das 8-Ganggetriebe weist zwei Schaltvorgänge mit doppeltem Übergang auf, während alle Schaltvorgänge des 7-Ganggetriebes mit einem einzigen Übergang sind.
BESCHREIBUNG EINER SIEBTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 7a ist ein Antriebsstrang 610 gezeigt, der einen herkömmlichen Motor und Drehmomentwandler 12, der mit einer anderen Ausführungsform des Planetengetriebes verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 614 bezeichnet ist, und einen herkömmlichen Achsantriebsmechanismus 16 umfasst.
Das Planetengetriebe 614 umfasst ein Antriebselement 17, das ständig mit dem Motor 612 verbunden ist, eine Planetenradanordnung 618 und ein Abtriebselement 19, das ständig mit dem Achsantriebsmechanismus 16 verbunden ist. Die Planetenradanordnung 618 umfasst drei Planetenradsätze 620, 630 und 640.
Der Planetenradsatz 620 umfasst ein Sonnenrad 622, ein Hohlrad 624 und eine Planetenträgeranordnung 626. Die Planetenträgeranordnung 626 umfasst mehrere Planetenräder 627, die drehbar an einem Träger 629 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 622 als auch dem Hohlrad 624 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 630 umfasst ein Sonnenrad 632, ein Hohlrad 634 und eine Planetenträgeranordnung 636. Die Planetenträgeranordnung 636 umfasst mehrere Planetenräder 637, die drehbar an einem Träger 639 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 634 als auch dem Sonnenrad 634 angeordnet sind.
Der Planetenradsatz 640 umfasst ein Sonnenrad 642, ein Hohlrad 644 und eine Planetenträgeranordnung 646. Die Planetenträgeranordnung 646 umfasst mehrere Planetenräder 647, die an einem Träger 649 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Hohlrad 644 als auch dem Sonnenrad 642 angeordnet sind.
Die Planetenradanordnung umfasst auch sieben Drehmomentübertragungsmechanismen 650, 652, 654, 656, 657, 658 und 659. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 650, 652 und 654 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ, die üblicherweise Bremsen oder Reaktionskupplungen genannt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 656, 657, 658 und 659 sind Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ, die üblicherweise Kupplungen genannt werden.
Das Antriebselement 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 632 des Planetenradsatzes 630 verbunden. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 646 des Planetenradsatzes 640 verbunden. Das erste Verbindungselement 670 verbindet den Träger 626 ständig mit dem Hohlrad 634. Das zweite Verbindungselement 672 verbindet den Träger 636 ständig mit dem Hohlrad 644. Das dritte Verbindungselement 674 verbindet das Hohlrad 624 ständig mit dem Träger 646.
Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 650, verbindet den Träger 626 und das Hohlrad 634 über das Verbindungselement 670 selektiv mit dem Getriebegehäuse 660. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 652, verbindet das Sonnenrad 622 selektiv mit dem Getriebegehäuse 660. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Bremse 654, verbindet das Sonnenrad 642 selektiv mit dem Getriebegehäuse 660. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 656, verbindet das Sonnenrad 622 selektiv mit dem Sonnenrad 632, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 657, verbindet den Träger 626 und das Hohlrad 634 über das Verbindungselement 670 selektiv mit dem Sonnenrad 632, das ständig mit dem Antriebselement 17 verbunden ist. Eine sechste Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 658, verbindet den Träger 626 und das Hohlrad 634 über das Verbindungselement 670 selektiv mit dem Hohlrad 624 und dem Träger 646 über das Verbindungselement 674. Eine siebte Drehmomentübertragungseinrichtung, wie Kupplung 659, verbindet das Hohlrad 624 und den Träger 646 über das Verbindungselement 674 selektiv mit dem Sonnenrad 642.
Wie es oben ausgeführt wurde, beschreibt die Wahrheitstabelle von 7b die Einrückabfolge der Drehmomentübertragungsmechanismen, die dazu verwendet wird, um einen Rückwärtsfahrgang und zumindest sieben Vorwärtsgänge bereitzustellen. Die Wahrheitstabelle liefert auch ein Beispiel der Übersetzungsverhältnisse, die mit den in 7a gezeigten Familienmitgliedern unter Verwendung der in 7b angegebenen Beispielzähneverhältnisse erzielt werden können. Der N_R1/N_S1-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 620; der N_R2/N_S2-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 630; und der N_R3/N_S3-Wert ist das Zähneverhältnis des Planetenradsatzes 640. In 7b sind auch die Verhältnisstufen zwischen Verhältnissen mit einer Stufe in der Vorwärtsrichtung sowie das Stufenverhältnis vom Rückwärtsgang zum ersten Gang für 7-Gang- und 8-Gangeinrückungspläne gezeigt. Beispielsweise beträgt das Stufenverhältnis vom ersten zum zweiten Gang jeweils 1,53.
Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche erkennen.
Zusammenfassung
Das Getriebe weist mehrere Elemente auf, die in Antriebssträngen benutzt werden können, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereitzustellen. Das Getriebe umfasst drei Planetenradsätze mit sechs oder sieben Drehmomentübertragungsmechanismen und drei festen Verbindungen. Der Antriebsstrang umfasst einen Motor und Drehmomentwandler, der ständig mit zumindest einem der Planetenradelemente verbunden ist, und ein Abtriebselement, das ständig mit einem anderen der Planetenradelemente verbunden ist. Die sechs oder sieben Drehmomentübertragungsmechanismen stellen Verbindungen zwischen verschiedenen Zahnradelementen und mit dem Getriebegehäuse bereit, und werden in Kombinationen von zweien betrieben, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang herzustellen.

Claims

Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle; eine Abtriebswelle; einen ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; wobei die Antriebswelle ständig mit zumindest einem Element der Zahnradsätze verbunden ist, und die Abtriebswelle ständig mit einem anderen Element der Zahnradsätze verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Zahnradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Zahnradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Zahnradsatzes verbindet; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus, der das erste Verbindungselement selektiv mit einem feststehenden Element verbindet; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten Zahnradsatzes selektiv mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes, das ständig mit dem Antriebselement verbunden ist, verbindet; einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der das erste oder zweite Verbindungselement selektiv mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes, das ständig mit dem Antriebselement verbunden ist, verbindet; einen sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des ersten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit einem der Verbindungselemente verbindet; und wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien in Eingriff stehen, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei jeder von dem ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz ein Planetenradsatz ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste, zweite und dritte Drehmomentübertragungsmechanismus Bremsen umfassen, und der vierte, fünfte und sechste Drehmomentübertragungsmechanismus Kupplungen umfassen.
Getriebe nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem dritten Verbindungselement verbindet.
Mehrganggetriebe, umfassend: eine Antriebswelle; eine Abtriebswelle; eine Planetenradanordnung mit einem ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz, wobei jeder Planetenradsatz ein erstes, zweites und drittes Element aufweist; wobei die Antriebswelle ständig mit zumindest einem Element der Planetenradsätze verbunden ist, und die Abtriebswelle ständig mit einem anderen Element der Planetenradsätze verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; und sechs Drehmomentübertragungsmechanismen zum selektiven Verbinden der Elemente der Planetenradsätze mit einem feststehenden Element oder mit anderen Elementen der Planetenradsätze, wobei die sechs Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien in Eingriff stehen, um zumindest sieben Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei ein erster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um das erste Verbindungselement selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei ein zweiter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um ein Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei ein dritter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um ein Element des dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 8, wobei ein vierter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um ein Element des ersten Planetenradsatzes selektiv mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes, das ständig mit dem Antriebselement verbunden ist, zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei ein fünfter der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um das erste oder zweite Verbindungselement selektiv mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes, das ständig mit dem Antriebselement verbunden ist, zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 10, wobei ein sechster der sechs Drehmomentübertragungsmechanismen betreibbar ist, um ein Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem ersten, zweiten oder dritten Verbindungselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen siebten Drehmomentübertragungsmechanismus, der ein Element des dritten Planetenradsatzes selektiv mit dem dritten Verbindungselement verbindet.