DE19530486C2 - Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug.

Automatikgetriebe besitzen üblicherweise neben einem Drehmomentwandler einen Kraftübertragungsstrang mit einer Vielzahl von Planetengetrieben, die durch die Betätigung entsprechender Reibelemente, also entsprechender Kupplungen und Bremsen, unterschiedlich festlegbar sind, um mehrere Vor­ wärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang bereitzustellen.

Im allgemeinen enthält ein Automatikgetriebe für ein Fahrzeug eine Getriebe­ steuereinheit, die automatisch mehrere Kupplungen und Bremsen steuert, die im Räderwerk angebracht sind, um das Zahnverhältnis von Planetenrä­ dern abhängig von der Drehzahl und der Last einzustellen. Obwohl der Kraftübertragungsstrang normalerweise eine Mehrfach-Planetengetriebeein­ heit und mindestens fünf Reibeelemente enthalten muß, um vier Vorwärts­ gänge und einen Rückwärtsgang zu ermöglichen, sind zum Verbessern des Schaltvorgangs tatsächlich eine Mehrfach-Plantetengetriebeeinheit, sieben Reibelemente und drei Eine-Richtungs-Kupplungen erforderlich. Dies bewirkt einen komplizierten Aufbau des Kraftübertragungsstrangs und erhöht das Gewicht.

Ferner verfügt ein herkömmliches Automatikgetriebe über eine begrenzte An­ zahl von Gängen, so daß in unvermeidlicher Weise Stöße beim Schaltvorgang auftreten und auch der geschwindigkeitsbezogene Schaltbereich wegen der begrenzten Anzahl von Zahnverhältnissen begrenzt ist, was es erschwert, das optimale Verhältnis zwischen Kraftstoffausnutzung und Leistung zu finden. Darüber hinaus treten im Niedergeschwindigkeitsbereich häufig Schaltstöße aufgrund des großen Eingangsdrehmoments und häufiger Schaltvorgänge auf. Außerdem müssen die Eingangswelle und das Räderwerk im Hochge­ schwindigkeitsbereich direkt miteinander verbunden werden, um den Kraftübertragungswirkungsgrad zu verbessern. Jedoch verfügt ein herkömm­ liches Getriebe über keine derartigen Maßnahmen.

Aus der DE 42 01 653 A1 ist bereits ein Automatikgetriebe bekannt, bei dem eine erste Mehrfachplanetengetriebeeinheit mit einem ersten Einfachplane­ tengetriebe und einem zweiten Einfachplanetengetriebe auf einer als Eingangswelle dienenden Turbinenwelle eines Drehmomentwandlers angeordnet ist. Eine zweite Planetengetriebeeinheit, die als Einfachplanetengetriebe auf einer als Eingangswelle dienenden Turbinenwelle eines Drehmomentwandlers angeordnet ist, ist mit ihrer Ausgangswelle parallel zur Turbinenwelle ange­ ordnet. Die Turbinenwelle ist über eine erste Kupplung und eine zweite Kupp­ lung wahlweise mit einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad verbindbar. Das erste Sonnenrad ist dabei mit einem zweiten Hohlrad verbun­ den, während das zweite Sonnenrad über eine Bremse direkt und mittels ei­ ner Bremse indirekt über einen Freilauf am Getriebegehäuse abstützbar ist. Die Planetenträger der ersten und zweiten Planetenräder sind miteinander und mit einem Abtriebszahnrad der Mehrfachplanetengetriebeeinheit perma­ nent gekoppelt. Das erste Hohlrad ist über eine Bremse und eine Einweg­ kupplung ebenfalls am Getriebegehäuse wahlweise festlegbar. Das dritte Ein­ fachplanetengetriebe der zweiten Planetengetriebeeinheit besitzt ein drittes Hohlrad, das als Eingangselement dient und mit einem mit dem Abtriebs­ zahnrad kämmenden Antriebszahnrad permanent gekoppelt ist. Das dritte Sonnenrad ist einerseits über eine Bremse und eine Einwegkupplung am Ge­ häuse abgestützt beziehungsweise festlegbar und kann andererseits über eine Kupplung mit dem als Eingang dienenden dritten Hohlrad verblockt werden. Als Abtrieb ist ein Planetenträger der dritten Planetenräder mit einem Ab­ triebszahnrad verbunden. Bei diesem bekannten Automatikgetriebe dient in den unteren Gängen, also in den Gängen 1 bis 3, die Kupplung zum Einleiten der Antriebskraft zum zweiten Sonnenrad. In den höheren Gängen, also im vierten und fünften Gang wird zusätzlich die Kupplung geschlossen, so daß das zweite Sonnenrad mit dem ersten Sonnenrad über die Kupplungen und die Turbinenwelle miteinander verblockt sind.

Die DE 37 41 757 A1 zeigt ein weiteres Automatikgetriebe mit einer Hauptge­ triebeanordnung und einer Hilfsgetriebeanordnung, deren Wellen parallel zu­ einander angeordnet sind und die über entsprechende Zahnräder miteinander gekoppelt sind. Die Hauptgetriebeanordnung besitzt ein erstes Sonnenrad, das über erste Planetenräder mit einem ersten Hohlrad in Eingriff steht. Ein zweites Hohlrad steht mit zweiten Planetenrädern in Eingriff, die mit den er­ sten Planetenrädern kämmen. Die als Eingangswelle der Verbund-Planetenge­ triebeeinheit dienende Turbinenwelle kann über eine Kupplung mit dem zwei­ ten Hohlrad, über eine Kupplung mit dem ersten Hohlrad und über eine Kupplung mit dem Sonnenrad gekoppelt werden. Außerdem ist eine Überbrückungskupplung vorgesehen, um die Gehäusemantel des Drehmoment­ wandler beziehungsweise die Ausgangswelle des Motors direkt mit der Turbi­ nenwelle zu verbinden. Eine unterschiedliche Verbindung der Eingangs- und Ausgangsseite des Drehmomentwandlers mit der Hauptgetriebeanordnung ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Automatikgetriebe zu schaffen, bei dem insbesondere unter Verwendung einer verringerten Anzahl von Einwegkupplungen und Reibelementen der Kraftübertragungswirkungs­ grad verbessert und Schaltstöße insbesondere im Niedergeschwindigkeitsbe­ reich weitgehend verringert sind.

Diese Aufgabe wird durch das Automatikgetriebe nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind zwei Eingangswellen für die erste Mehrfachplaneten­ getriebeeinheit vorgesehen, von denen die eine über eine Kupplung mit der Eingangsseite des Drehmomentwandlers verbindbar ist, während die andere sowohl mit dem als Eingangselement dienenden zweiten Sonnenrad als auch mit der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers, also mit dem Turbinenrad permanent verbunden ist.

Auf diese Weise wird eine besonders gute Krafteinleitung vom Drehmoment­ wandler in die erste Mehrfachplanetengetriebeeinheit erreicht, da beim Schließen der Überbrückungskupplung für die höheren Gänge nicht nur die Eingangsseite des Drehmomentwandlers mit dem als ein Eingangselement dienenden ersten Hohlrad verbunden wird, sondern auch die Ausgangsseite des Drehmomentwandlers über die zweite Eingangswelle mit dem anderen Eingangselement, nämlich dem zweiten Sonnenrad weiterhin verbunden bleibt. Auf diese Weise wird eine besonders günstige und verlustfreie Kraftübertragung vom Motor zum Ausgang der ersten Mehrfachplanetenge­ triebseinheit erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Automatikge­ triebes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen nä­ her erläutert.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das den Auto­ matikgetriebe-Kraftübertragungsstrang gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschau­ licht;

Fig. 2 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehungen zwischen den Drehmomenten eines Turbinenrads und eines Stators sowie der Ausgangsgeschwindigkeit in ei­ nem automatischen, kontinuierlichen Schaltmodus beim Automatikgetriebe von Fig. 1 veranschaulicht;

Fig. 3 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Ausgangsdrehmoment beim erfindungs­ gemäßen Automatikgetriebe und der Abtriebsge­ schwindigkeit in einem automatischen, kontinuierlichen Schaltmodus veranschaulicht;

Fig. 4 ist ein Kurvendiagramm, das schematisch Ge­ schwindigkeitsverhältnisse bei einem erfindungsgemä­ ßen Automatikgetriebe mittels einer Hebelanalogie veranschaulicht;

Fig. 5 ist ein Kurvendiagramm, das die Verteilung der Zahnverhältnisse beim erfindungsgemäßen Automatik­ getriebe mit derjenigen bei einem herkömmlichen Fünf­ gang-Automatikgetriebe vergleicht;

Fig. 6 ist eine Tabelle, die die Kombination von Funk­ tionselementen des erfindungsgemäßen Automatikge­ triebes abhängig von Schaltstufen zeigt;

Fig. 7 bis 10 sind Diagramme, die schematisch Auto­ matikgetriebe-Kraftübertragungsstränge gemäß einem zweiten bis einem fünften Ausführungsbeispiel der Er­ findung veranschaulichen.

Gemäß Fig. 1 umfaßt der Automatikgetriebe-Kraft­ übertragungsstrang gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung einen durch einen Motor E ange­ triebenen Drehmomentwandler TC, einen ersten Schaltteil 2 mit einer Planetengetriebeeinheit zum Übertragen des Drehmoments des Drehmomentwand­ lers durch geeignete Zahnverhältnisse und einen zwei­ ten Schaltteil 4 einer Planetengetriebeeinheit zum zu­ sätzlichen Untersetzen der Zahnverhältnisse des ersten Schaltteils 2. Der Drehmomentwandler TC beinhaltet ein direkt mit der Kurbelwelle des Motors E verbun­ denes Laufrad I, ein dem Laufrad gegenüberstehend angeordnetes, durch Öl angetriebenes Turbinenrad T und einen zwischen dem Laufrad I und dem Turbinen­ rad T angeordneten Stator S zum Ändern der Strö­ mungsrichtung des Öls, um die Laufradrotation zu un­ terstützen. Der Drehmomentwandler TC kann densel­ ben Aufbau aufweisen, wie er im US-Patent Nr. 3,613,479 offenbart ist.

Ein Gehäusemantel 6 verbindet das Laufrad I mit dem Motor E, mit einem Reibelement C1 zum direkten Übertragen der Motorkraft an eine erste Welle 8 (Ein­ gangswelle). Die erste Welle 8 ist über eine Nabe 14 mit einem ersten Tellerrad 12 des ersten Schaltteils 2 ver­ bunden. Die Innenfläche des ersten Tellerrads 12 steht in Eingriff mit mehreren ersten Kegelrädern 16, die ih­ rerseits in Eingriff mit einem zwischen ihnen angeordne­ ten ersten Sonnenrad 18 stehen. Die ersten Kegelräder 16 sind funktionsmäßig über ein erstes Kraftübertra­ gungsteil 20 mit mehreren zweiten Kegelrädern 22 ver­ bunden, die ihrerseits in Eingriff mit einem zweiten Son­ nenrad 24 stehen. Die zweiten Kegelräder 22 stehen in Eingriff mit der Innenfläche eines zweiten Tellerrads 26, das funktionsmäßig über ein zweites Kraftübertra­ gungsteil 28 mit dem ersten Sonnenrad 18 verbunden ist. Ein zweites Reibelement B1 ist vorhanden, um das zwei­ te Kraftübertragungsteil 28 selektiv zu sperren, damit das erste Sonnenrad 18 und das zweite Tellerrad 26 als Gegenkraftelemente wirken. Die Nabe 14 wird durch ein drittes Reibelement B2 wahlweise gesperrt, damit das erste Tellerrad 12 als Gegenkraftelement wirkt, so daß dann, wenn das zweite Sonnenrad 24 als Eingangs­ element wirkt, das erste Kraftübertragungsteil 20 in be­ zug auf den Motor in Gegenrichtung gedreht wird, d. h. in der Richtung entgegengesetzt zur Eingangsrichtung, um das Fahrzeug in Rückwärtsfahrt zu betreiben.

Das zweite Sonnenrad 24 ist über ein drittes Kraft­ übertragungsteil 30 mit dem Turbinenrad T verbunden. Das erste Kraftübertragungsteil 20, das die ersten und zweiten Kegelräder 16 und 22 verbindet, ist über ein viertes Kraftübertragungsteil 32 mit dem Stator S des Drehmomentwandlers verbunden. Damit das vierte Kraftübertragungsteil 32 wahlweise das Drehmoment des Stators S empfängt, ist es mit einem vierten Reibele­ ment C2 versehen, um mit einem fünften Kraftübertra­ gungsteil 34 verbunden zu werden, das direkt mit dem Stator S verbunden ist. Das fünfte Kraftübertragungs­ teil 34 ist mit einer ersten Eine-Richtungs-Kupplung F1 versehen, um zu verhindern, daß sich der Stator S in Gegenrichtung in bezug auf den Motor dreht. Es ist bevorzugt, zwischen der Nabe 14 und dem ersten Tel­ lerrad 12 eine Dämpfungseinrichtung 36 anzuordnen, um Stöße zu verringern, wie sie auftreten, wenn das erste Reibelement C1 betätigt wird, um die erste Welle 8 mit dem Motor zu verbinden.

Ein antreibendes Kraftübertragungs-Kettenrad 38 ist am vierten Kraftübertragungsteil 32 vorhanden, um über eine Kette 42 verringerte Drehzahl an ein ange­ triebenes Kraftübertragungs-Kettenrad 40 zu übertra­ gen, um die Bewegung an den zweiten Schaltteil 4 zu übertragen, der aus einer dritten Einfach-Planetenge­ triebeeinheit 44 zum Empfangen der Bewegung des an­ treibenden Kraftübertragungs-Kettenrads 38 besteht, dessen Bewegung seinerseits an eine vierte Einfach-Pla­ netengetriebeeinheit 46 übertragen wird. Die dritte Ein­ fach-Planetengetriebeeinheit 44 enthält ein drittes Tel­ lerrad 48, das funktionsmäßig mit dem angetriebenen Kraftübertragungs-Kettenrad und der Kette 42 verbun­ den ist, mehreren dritten Kegelrädern 50, die in Eingriff mit der Innenseite des dritten Tellerrads 48 stehen, und ein drittes Sonnenrad 52, das in Eingriff mit den dritten Kegelrädern zwischen ihnen steht. Das dritte Sonnen­ rad 52 ist so konstruiert, daß es durch ein fünftes Reib­ element C3 so verriegelt werden kann, daß es sich als Einheit mit den dritten Kegelrädern 50 dreht, und es durch ein sechstes Reibelement B3, das am Getriebege­ häuse 56 angebracht ist, so verriegelt werden kann, daß es selektiv als Gegenkraftelement wirkt. Außerdem ist eine zweite Eine-Richtung-Kupplung F2 am Getriebe­ gehäuse 56 vorhanden, um zu verhindern, daß sich das dritte Sonnenrad 52 in Gegenrichtung in bezug auf den Motor dreht, so daß das dritte Sonnenrad 52 in dersel­ ben Richtung wie der Motor angetrieben wird.

Ein dritter Planetenträger 58 zum Tragen der dritten Kegelräder 50 ist so konstruiert, daß er das Drehmo­ ment an ein viertes Sonnenrad 60 der vierten Einfach- Planetengetriebeeinheit 46 überträgt. Der Umfang des vierten Sonnenrads 60 steht in Eingriff mit den vierten Kegelrädern 62, die von einem vierten Planetenträger 64 gehalten werden, der funktionsmäßig mit einem Dif­ ferentialgetriebe D verbunden ist. Ferner stehen die vierten Kegelräder 62 in Eingriff mit der Innenseite ei­ nes vierten Tellerrads 66, das fest am Getriebegehäuse 56 angebracht ist. Die vierte Einfach-Planetengetriebe­ einheit 46 erzeugt ein endgültiges Zahnverhältnis für das Differentialgetriebe D, um die Fahrzeugachse 68 anzutreiben.

So bewirkt das Betreiben des Motors, daß das Lauf­ rad I des Drehmomentwandlers TC, das über den Ge­ häusemantel 6 mit der Abtriebswelle des Motors ver­ bunden ist, sich dreht und Öl im Drehmomentwandler zum Turbinenrad ausstößt. Dann wird die Drehkraft des Turbinenrads über das dritte Kraftübertragungsteil 30 an das zweite Sonnenrad 24 des ersten Schaltteils 2 übertragen. In diesem Fall ist verhindert, daß sich der Stator S des Drehmomentwandlers TC in der Richtung entgegengesetzt zum Motor dreht, und zwar durch Be­ tätigen der ersten Eine-Richtungs-Kupplung F1, wo­ durch das Drehmoment des Drehmomentwandlers ver­ stärkt wird. Das Drehmoment des Turbinenrads T wird über das dritte Kraftübertragungsteil 30 an das zweite Sonnenrad 24 übertragen, damit sich die zweiten Kegel­ räder 22 in Gegenrichtung, gesehen von der Motorseite aus, drehen. Jedoch arbeitet in den Bereichen "N" und "P", wie in Fig. 6 dargestellt, keines der Elemente, so daß keine Motorkraft ausgegeben wird.

Wenn der (nicht dargestellte) Schalthebel auf den Vorwärtsbereich "D" eingestellt wird, sorgt die Getrie­ besteuereinheit dafür, daß das zweite Reibelement B1 des ersten Schaltteils 2 so arbeitet, daß es das erste Sonnenrad 18 und das zweite Tellerrad 26 der ersten Schalteinheit 2 verriegelt. Dann wirkt das zweite Son­ nenrad 24 als Eingangselement und das zweite Tellerrad als Gegenkraftelement, so daß das vierte Kraftübertra­ gungsteil 32 als Abtriebselement wirkt.

Die Zahnverhältnisse können durch Hebelanalogie beschrieben werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Es ist angenommen, daß das linke Ende des Hebels L ein er­ ster Knoten N1 ist, der aus dem ersten Sonnenrad 18 und dem zweiten Tellerrad 26 besteht, ein erster be­ nachbarter Punkt ein zweiter Knoten N2 aus dem er­ sten und vierten Kraftübertragungsteil 20 und 32 ist, ein zweiter benachbarter Punkt ein dritter Knoten N3 aus dem ersten Tellerrad 12 ist und das rechte Ende ein vierter Knoten N4 aus dem zweiten Sonnenrad 24 ist. So wird der vierte Knoten N4 der Eingangspunkt und der erste Knoten N1 der festliegende Punkt. Dann wird eine gerade Linie L1 mit willkürlicher Länge vertikal ausgehend vom vierten Knoten N4 gezogen, um den Wert der Eingangsgeschwindigkeit zu repräsentieren. Anschließend wird eine Verbindungslinie L2 gezogen, die das obere Ende der Eingangsgeschwindigkeitslinie L1 mit dem ersten Knoten N1 verbindet. Wenn nun z. B. die kürzeste Linie L1 zwischen dem zweiten Knoten N2 und der Verbindungslinie L2 gezogen wird, wird die Linie L3 die Abtriebsgeschwindigkeitslinie für den zwei­ ten Knoten N2. Demgemäß kann das Zahnverhältnis durch das Verhältnis Eingangsgeschwindigkeitslinie/­ Abtriebsgeschwindigkeitslinie (L1/L3) ausgedrückt werden, das als Zahnverhältnis für den ersten Gang an­ gesehen wird.

Das Zahnverhältnis für den ersten Gang wird über das vierte Kraftübertragungsteil 32 an das antreibende Kraftübertragungs-Kettenrad 38 übertragen, das sei­ nerseits seine Bewegung über die Kette 42 an das ange­ triebene Kraftübertragungs-Kettenrad 40 und damit an den Schaltteil 4 überträgt. Dann wird die übertragene Drehzahl erneut über die dritte Einfach-Planetengetrie­ beeinheit 44 an das vierte Sonnenrad 60 und die vierte Einfach-Planetengetriebeeinheit 46 übertragen und schließlich durch die Gegenkraft des vierten Tellerrads 66 heruntergesetzt. Die endgültig heruntergesetzte Drehzahl wird über den vierten Planetenträger 64 er­ zeugt.

Auf ähnliche Weise können auch die Zahnverhältnis­ se für die dritte Einfach-Planetengetriebeeinheit 44 durch Hebelanalogie beschrieben werden, wie durch das Bezugssymbol "1" rechts in Fig. 4 repräsentiert. In diesem Fall ist angenommen, daß das linke Ende des Hebels "1" ein fünfter Knoten N5 ist, der aus dem dritten Tellerrad 48 besteht, der erste benachbarte Punkt ein sechster Knoten N6 aus dem dritten Planetenträger 58 ist und das rechte Ende ein siebter Knoten N7 aus dem dritten Sonnenrad 52 ist. Das Drehmoment des ersten Schaltteils 2 wird am fünften Knoten N5 eingegeben, wobei angenommen ist, daß die Stärke der Länge einer Linie L3 entspricht, die willkürlich vertikal ausgehend vom fünften Knoten N5 gezogen wurde. Eine Linie L4, die das obere Ende der Linie L3 mit dem siebten Knoten N7 verbindet, zeigt das Untersetzungsverhältnis für den Abtrieb, so daß die kürzeste Linie L5 vom sechsten Knoten N6 zur Linie L4 die Abtriebsdrehzahl der drit­ ten Einfach-Planetengetriebeeinheit 44 repräsentiert, die erneut über die vierte Einfach-Planetengetriebeein­ heit 46 herabgesetzt wird und schließlich über den vier­ ten Planetenträger 64 an das Differentialgetriebe D übertragen wird. Dann wird die Antriebsachse 68 des Fahrzeugs gedreht.

Im ersten Gang wird das endgültige Zahnverhältnis dadurch erhalten, daß der Reihe nach durch die mehre­ ren Stufen des ersten Schaltteils 2, des antreibenden und des angetriebenen Kraftübertragungs-Kettenrads und den zweiten Schaltteil 4 gelaufen wird. In diesem Fall ist zwar das dritte Sonnenrad 52 durch Betätigen der zwei­ ten Eine-Richtungs-Kupplung F2 in einer Richtung ver­ riegelt, jedoch wird die Notorbremse im Schubbetrieb nicht gehalten, weswegen das sechste Reibelement B3 von Hand betätigt wird, um die Motorbremse zu halten. Wenn die Drehzahl des Stators S einen vorgegebenen Wert erreicht oder der Drehmomentwandler TC in den Kopplungszustand gelangt, betätigt die Getriebesteue­ reinheit das vierte Reibelement C2 so, daß sie den Stator S direkt mit dem vierten Kraftübertragungsteil 32 ver­ bindet. Da das Drehmoment des Stators S zur ersten Drehzahl des vierten Kraftübertragungsteils 32 hinzu­ gefügt wird, wird die Drehzahl des antreibenden Kraft­ übertragungs-Kettenrads 38 über diejenige im ersten Gang erhöht. So wird das Drehmoment des Turbinen­ rads T um denjenigen Wert verringert, der vom Stator S an das antreibende Kraftübertragungs-Kettenrad 38 übertragen wird, was das Gesamtabtriebsdrehmoment verringert.

Dies repräsentiert einen kontinuierlichen Schaltvor­ gang vor dem Vornehmen eines Hochschaltvorgangs in den zweiten Gang, wobei die Beziehung zwischen der Abtriebsgeschwindigkeit und dem Drehmoment in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist. Der kontinuierliche Schaltvorgang beginnt gerade dann, wenn das Drehmo­ ment des Stators S an das antreibende Kraftübertra­ gungs-Kettenrad 38 übertragen wird. In diesem Fall wird das Drehmoment des Laufrads konstant gehalten, jedoch wird das Drehmoment des Turbinenrads verrin­ gert, während das Drehmoment des Stators ansteigt. Wenn die Abtriebsgeschwindigkeit zunimmt, verringert sich die Rate des Getriebedrehmoments, so daß der Schaltvorgang kontinuierlich ausgeführt wird, bis der Drehmomentwandler wieder den Kopplungszustand einnimmt, wo das Schaltverhältnis automatisch abhän­ gig von der Fahrzeuglast bestimmt wird. Eine kleine Fahrzeuglast bewirkt, daß der Drehmomentwandler in einer relativ kurzen Zeitspanne in den Kopplungszu­ stand gelangt, was demgemäß die Zeit verkürzt, um den Stator S direkt mit dem vierten Kraftübertragungsteil 38 zu verbinden, während eine große Fahrzeuglast be­ wirkt, daß der Drehmomentwandler nach einer relativ langen Zeitperiode in den Kopplungszustand gelangt, wodurch die Betätigung länger dauert als im Niederge­ schwindigkeitsbereich.

Wenn bei einem derartigen Schaltmodus das vierte Reibelement C2 gelöst wird, um das Drehmoment vom Stator S an das vierte Kraftübertragungsteil 32 wegzu­ nehmen, wird der Schaltvorgang direkt in den Modus des ersten Gangs ausgeführt, um das Drehmoment zu erhöhen, was zu einem großen Effekt beim Niedertreten eines Fahrpedals führt. Wenn dagegen der Stator S mit dem vierten Kraftübertragungsteil 38 verbunden bleibt, bewirkt dies, daß der Stator ein entgegengesetztes Drehmoment, wie beim Abwürgen, empfängt, so daß sich die Geschwindigkeit des Stators S verringert und das Drehmoment des Turbinenrads T ansteigt, was zu einem Anstieg des Gesamtdrehmoments führt, wodurch ein kleiner Effekt beim Niedertreten des Fahrpedals erhalten wird. Dabei tritt kein Schaltstoß auf, jedoch werden Schaltstöße, wie sie auftreten können, wenn der Stator über das vierte Reibelement C2 mit dem vierten Kraftübertragungsteil 32 verbunden oder von diesem getrennt wird, durch den Drehmomentwandler TC ab­ sorbiert, der als Dämpfer wirkt, da der Stator S im Drehmomentwandler TC enthalten ist. In diesem Fall wird das endgültige Zahnverhältnis dadurch erhalten, daß der Reihe nach durch die mehreren Stufen des er­ sten Schaltteils 2, des antreibenden und angetriebenen Kettenrads sowie des zweiten Schaltteils 4 gelaufen wird. Im Schubbetrieb wird die Motorbremse nicht ge­ halten.

Wenn bei diesem automatischen, kontinuierlichen Schaltmodus die Drehzahl des Stators S einen vorgege­ benen Wert erreicht oder der Drehmomentwandler TC mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit in den Kopp­ lungszustand gelangt, gibt die Getriebesteuereinheit das zweite Reibelement B1 frei und betätigt das erste Reib­ element C1. Demgemäß wird die Motorabtriebskraft über das erste Reibelement C1 an die erste Welle 8 und das erste Tellerrad 12 der Mehrfach-Planetengetriebe­ einheit 2 sowie über das dritte Kraftübertragungsteil 30 an das zweite Sonnenrad 24 übertragen. Im Ergebnis empfängt die Mehrfach-Planetengetriebeeinheit 2 Kraft von den beiden Eingangselementen.

Demgemäß dienen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, der erste und vierte Knoten N1 und N4 des ersten Schalt­ teils 2 als Eingang, weswegen die Abtriebsgeschwindig­ keit des ersten Schaltteils durch die gerade Linie L8 repräsentiert werden kann, die vertikal ausgehend vom zweiten Knoten N2 zur Linie L7 gezogen wird, die die oberen Enden der Eingangsgeschwindigkeitslinien L1 und L6 verbindet. Demgemäß wird die Mehrfach-Plane­ tengetriebeeinheit 2 direkt mit dem Motor verbunden, um das Zahnverhältnis des zweiten Gangs zu erzeugen, wobei der zweite Schaltteil 4 wie im ersten Gang eine Drehzahlherabsetzung ausführt. Das heißt, daß das er­ ste Reibelement C1 dafür sorgt, daß die Mehrfach-Pla­ netengetriebeeinheit 2 direkt mit dem Motor verbunden wird, um dadurch für hohen Kraftübertragungswir­ kungsgrad zu sorgen, während dann, wenn das erste Reibelement C1 nicht betätigt wird, der Stator S leer­ läuft, was zu verlustfreiem Lauf des Drehmomentwand­ lers TC führt. Dieser Schaltvorgang wird ausgeführt, wenn keine Differenz oder nur eine sehr kleine zwi­ schen den Drehzahlen des Turbinenrads T und des drit­ ten Tellerrads 48 sowie der Drehzahl des Motors be­ steht, wodurch Schaltstöße minimiert werden. Schwin­ gungen, wie sie auf die Nabe 14 übertragen werden können, werden durch die Dämpfungseinrichtung 36 ab­ sorbiert. Das endgültige Zahnverhältnis im zweiten Gang wird dadurch erzielt, daß der Reihe nach durch die mehreren Stufen der direkten Verbindung des ersten Schaltteils 2 und des Motors, des antreibenden und an­ getriebenen Kettenrads sowie des zweiten Schaltteils 4 gelaufen wird.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, betätigt die Getriebesteuereinheit zusätzlich das vierte Reibele­ ment C2 im ersten Schaltteil 2 und das fünfte Reibele­ ment C3 im zweiten Schaltteil 4, so daß der erste und zweite Schaltteil direkt mit dem Motor verbunden wer­ den, um das Zahnverhältnis des dritten Gangs zu erzeugen. Demgemäß kann die Abtriebsdrehzahl des ersten Schaltteils 2 durch eine Linie L8 repräsentiert werden, wobei diese Drehzahl ohne jede Änderung über den zweiten Schaltteil 4 ausgegeben wird. In diesem Fall ist der Motor direkt mit dem Drehmomentwandler ver­ bunden, zusammen mit allen Elementen des ersten und zweiten Schaltteils 2 und 4, weswegen optimaler Kraft­ übertragungswirkungsgrad gewährleistet ist und die Motorbremse im Schubbetrieb gehalten werden kann. Ferner treten wegen des niedrigen Motordrehmoments nur geringe Schaltstöße auf.

Wie in Fig. 6 dargestellt, kann die Motorbremse im Schubbetrieb im Bereich "III" gehalten werden, da das vierte und sechste Reibelement C2 und B3 betätigt wer­ den. Auf ähnliche Weise kann die Motorbremse im Be­ reich "II" des automatischen, kontinuierlichen Schaltmo­ dus gehalten werden, da das vierte und sechste Reibele­ ment C2 und B3 betätigt werden. Außerdem kann die Motorbremse im Bereich "L" gehalten werden, da das zweite und vierte Reibelement B1 und B3 betätigt wer­ den, um das erste Sonnenrad 18 zu sperren.

Vorstehend ist der Schaltablauf bei Vorwärtsfahrt be­ schrieben. Wie in Fig. 5 dargestellt, verfügt das erfin­ dungsgemäße Automatikgetriebe über ein Zahnverhält­ nis im ersten Gang, das mit dem bei einem herkömmli­ chen Fünfgang-Automatikgetriebe übereinstimmt, und es führt bis in das Zahnverhältnis des vierten Gangs einen kontinuierlichen, automatischen Schaltvorgang aus, um dadurch im Niedergeschwindigkeitsbereich Schaltstöße zu verhindern, wobei in diesem Bereich bei einem herkömmlichen Getriebe starke Schaltstöße auf­ treten können.

Wenn der Schalthebel auf den Rückwärtsbereich "R" gestellt 25 wird, betätigt die Getriebesteuereinheit das dritte Reibelement B2 des ersten Schaltteils 2 und das sechste Reibelement B3 des zweiten Schaltteils 4, so daß das zweite Sonnenrad 24 der Mehrfach-Planetengetrie­ beeinheit 2 als Eingangselement wirkt, das erste Teller­ rad 12 als Gegenkraftelement wirkt und das vierte Kraftübertragungsteil 32 als Abtriebselement wirkt. Dann kann, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, das Zahnver­ hältnis bei Rückwärtsfahrt durch eine gerade Linie L10 repräsentiert werden, die vertikal ausgehend vom zwei­ ten Knoten N2 zur geraden Linie L9 gezogen ist, die das obere Ende der Eingangsgeschwindigkeitslinie L1 und den dritten Knoten N3 verbindet. Das Zahnverhältnis bei Rückwärtsfahrt wird über das antreibende und an­ getriebene Kettenrad 38 und 40 an den zweiten Schalt­ teil 4 übertragen, erneut mittels der dritten Einfach-Pla­ netengetriebeeinheit und des vierten Tellerrads 66 un­ tersetzt und schließlich an das Differentialgetriebe D übertragen.

Wenn es erforderlich ist, den zweiten Gang zu halten, wenn z. B. die Antriebsräder auf glatten Straßen Schlupf haben, betätigt die Getriebesteuereinheit das zweite und fünfte Reibelement B1 und C3, damit der ersten Schaltteil 2 einen Schaltvorgang in den ersten Gang ausführt und der zweite Schaltteil 4 direkt mit dem Mo­ tor verbunden wird, um für den ersten und zweiten Gang verschiedene Zahnverhältnisse im zweiten Schalt­ teil 4 einzustellen, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 4 dargestellt. Dieser Geschwindigkeitsmodus bewirkt, daß die Motorbremse im Schubbetrieb gehalten wird, und er kann auch verwendet werden, wenn der Schalt­ hebel in den Bereich "II" gestellt wird. Die Reibelemente werden abhängig von den Zahnverhältnissen selektiv kombiniert, wie in der Tabelle von Fig. 6 dargestellt, wobei ein kleiner Kreis die Elementauswahl kennzeich­ net.

Wie vorstehend beschrieben, können die Vorteile des erfindungsgemäßen Automatikgetriebes wie folgt zu­ sammengefaßt werden:

• 1. Der Schaltvorgang wird automatisch und konti­ nuierlich insbesondere im Niedergeschwindigkeits­ bereich ausgeführt, in dem die Betriebszeit kurz ist und herkömmlich starke Schaltstöße auftreten, wo­ durch der Schaltvorgang verbessert wird.
• 2. Im Hochgeschwindigkeitsbereich, in dem Schalt­ stöße vernachlässigbar sind, jedoch ein hoher Kraftübertragungswirkungsgrad erforderlich ist, wird der Schaltmechanismus direkt mit dem Motor verbunden, was den Kraftstoffnutzungsgrad maxi­ miert.
• 3. Die Anzahl von Reibelementen und Eine-Rich­ tungs-Kupplung ist im Vergleich zur Anzahl bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe verrin­ gert, wodurch trotz verbesserten Betriebs die Her­ stellkosten und das Gewicht verringert sind.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, verfügt über einen geringfügig anderen Aufbau im zweiten Schaltteil 4, jedoch hat der erste Schaltteil 2 denselben Aufbau wie bei Fig. 1. Das heißt, daß der Unterschied zwischen den beiden Ausfüh­ rungsbeispielen darin besteht, daß ein Ende des dritten Planetenträgers 58 mit dem vierten Tellerrad 66 und dem vierten Sonnenrad 60 verbunden ist, das fest am Getriebegehäuse 56 angebracht ist. Der Schaltvorgang ist derselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Der Vorgang im ersten Gang wird kontinuierlich ausgeführt. Die zweite Eine-Richtungs-Kupplung F2 ergreift im zweiten Gang das dritte Sonnenrad 52, während das fünfte Reibelement C3 betätigt wird, um im dritten Gang die erste Einfach-Planetengetriebeeinheit 44 ins­ gesamt zu drehen. Bei Rückwärtsfahrt wird das sechste Reibelement B3 betätigt, um zu verhindern, daß sich das erste Sonnenrad 52 in derselben Richtung wie der Mo­ tor dreht, so daß das erste Sonnenrad als Gegenkraft­ element wirkt, wodurch die Drehzahl herabgesetzt wird.

Gemäß Fig. 8 verfügt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung über einen zweiten Schaltteil 4, der aus einer einzelnen Einfach-Planetengetriebeeinheit be­ steht. Die vierte Einfach-Planetengetriebeeinheit, die bei den vorigen zwei Ausführungsbeispielen vorhanden ist, ist weggelassen. Das heißt, daß das dritte Sonnenrad 52 über ein sechstes Kraft-Übertragungsteil 70 mit dem angetriebenen Kraftübertragungskettenrad 40 verbun­ den ist. Die dritten Kegelräder 50 greifen gemeinsam am Umfang des dritten Sonnenrads 52 zwischen ihnen an, gehalten vom dritten Planetenträger 58, dessen eines Ende über das fünfte Reibelement C3 mit dem sechsten Kraftübertragungsteil 70 verbunden ist und dessen an­ deres Ende mit dem Differentialgetriebe D verbunden ist. Das dritte Tellerrad 48, das die dritten Kegelräder 50 umgibt und innen mit diesen in Eingriff steht, dient wahl­ weise dadurch als Gegenkraftelement, daß das sechste Reibelement B3 betätigt wird, wodurch eine Drehung in Gegenrichtung in bezug auf den Motor dadurch verhin­ dert wird, daß die zweite Eine-Richtungs-Kupplung F2 betätigt wird. Auch das vorliegende Ausführungsbei­ spiel führt dieselben Schaltvorgänge aus, wie sie zuvor beschrieben wurden.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, verfügt über den ersten Schalt­ teil 2 mit demselben Aufbau wie beim ersten Ausführungsbeispiel sowie über einen zweiten Schaltteil 4, der über die dritte und vierte Einfach-Planetengetriebeein­ heit 44 und 46 wie das erste und zweite Ausführungsbei­ spiel verfügt. In der dritten Einfach-Planetengetriebe­ einheit 44 ist, wie im Fall des dritten Ausführungsbei­ spiels, das dritte Sonnenrad 52 über das sechste Kraft­ übertragungsteil 70 mit dem angetriebenen Kraftüber­ tragungs-Kettenrad 40 verbunden. Die dritten Kegelrä­ der 50 stehen gemeinsam mit dem Umfang des dritten Sonnenrads 52 zwischen ihnen in Eingriff, gehalten vom dritten Planetenträger 58, dessen eines Ende über das fünfte Reibelement C3 mit dem sechsten Kraftübertra­ gungsteil 70 verbunden ist. Das dritte Tellerrad 48, das die dritten Kegelräder 50 umgibt und innen in Eingriff mit diesen steht, wirkt wahlweise dadurch als Gegen­ kraftelement, daß das am Getriebegehäuse 56 ange­ brachte sechste Reibelement B3 betätigt wird, mit einer Verhinderung der Drehung in Gegenrichtung in bezug auf den Motor durch Betätigen der zweiten Eine-Rich­ tungs-Kupplung F2. Außerdem ist das andere Ende des dritten Planetenträgers 58 mit dem vierten Sonnenrad 60 verbunden, dessen Umfang in Eingriff mit den vierten Kegelrädern 62 steht, die vom vierten Planetenträger 64 gehalten werden, der das endgültige Zahnverhältnis an das Differentialgetriebe D überträgt. Das vierte Teller­ rad 66, das die vierten Kegelräder 62 umgibt und innen mit ihnen in Eingriff steht, ist fest am Getriebegehäuse 56 angebracht, um als Gegenkraftelement zu wirken.

Das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, verfügt über einen zweiten Schaltteil 4, der wie beim vierten Ausführungsbeispiel aus zwei Einfach-Planetengetriebeeinheiten besteht. Der Unterschied zwischen dem vierten und fünften Aus­ führungsbeispiel liegt darin, daß der dritte Planetenträ­ ger 58 mit dem vierten Tellerrad 66 verbunden ist, um als Eingangselement der vierten Einfach-Planetenge­ triebeeinheit 46 zu wirken, während das vierte Sonnen­ rad 60 mit dem Getriebegehäuse 56 verbunden ist, um als Gegenkraftelement zu wirken. Auch dieses Ausfüh­ rungsbeispiel führt dieselben Schaltvorgänge aus, wie sie oben beschrieben wurden.

Claims (6)

1. Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit:

• a) einem Drehmomentwandler (TC), der einen Gehäusemantel (6) auf­ weist,
• b) einer auf einer ersten Eingangswelle (8) angeordneten Mehrfach-Pla­ netengetriebeeinheit (2), die ein erstes und ein zweites Einfach-Planeten­ getriebe umfaßt, um einen ersten Schaltvorgang auszuführen, wobei
  das erste Einfach-Planetengetriebe
  ein erstes Sonnenrad (18), das mittels eines Reibelements (B1) wahl­ weise am Getriebegehäuse (56) festlegbar ist, um als Eingangs- oder Ge­ genkraftelement zu wirken,
  erste von einem ersten Planetenträger (20) gehaltene Planetenräder (16) sowie
  ein erstes Hohlrad (12) aufweist, das mit einer Nabe (14) der ersten Eingangswelle (8) verbunden sowie mittels eines Reibelements (B2) wahl­ weise am Getriebegehäuse (56) festlegbar ist, um als Eingangs- oder Ge­ genkraftelement zu wirken, und
  das zweite Einfach-Planetengetriebe
  ein zweites Sonnenrad (24), das über eine zweite Eingangswelle (30) mit einem Turbinenrad (T) des Drehmomentwandlers (TC) verbunden ist,
  zweite Planetenräder (22), die von einem zweiten Planetenträger (32) gehalten werden, der mit dem ersten Planetenträger (20) verbunden ist und als Ausgangselement der Mehrfach-Planetengetriebeeinheit (2) dient, sowie
  ein mit dem ersten Sonnenrad (18) verbundenes zweites Hohlrad (26) aufweist,
• c) einer zweiten Planetengetriebeeinheit (4), die zumindest ein drittes Einfach-Planetengetriebe umfaßt, um einen zweiten Schaltvorgang aus­ zuführen, wobei das dritte Einfach-Planetengetriebe
  ein drittes Sonnenrad (52),
  ein drittes Hohlrad (48) sowie
  dritte Planetenräder (50) aufweist, die von einem als Abtriebselement des dritten Einfachplanetengetriebes dienenden dritten Planetenträger (58) gehalten werden, der über ein Reibelement (C3) mit dem dritten Son­ nenrad (52) verriegelbar ist,
  wobei entweder das dritte Sonnenrad (52) oder das dritte Hohlrad (48) mittels eines Reibelements (B3) wahlweise am Getriebegehäuse (50) festlegbar ist, um als Gegenkraftelement zu wirken, während auf das dritte Hohlrad (48) bzw. das dritte Sonnenrad (52) die Abtriebskraft vom zweiten Planetenträger (32) übertragen wird.

2. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Reibelement vorhanden ist, um das zweite Sonnenrand (24) wahlwei­ se mit einem Stator (S) des Drehmomentwandlers (TC) zu verbinden.

3. Automatikgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Planetengetriebeeinheit (4) ein viertes Einfach-Planeten­ getriebe (46) umfaßt, um einen dritten Schaltvorgang auszuführen, wobei das vierte Einfach-Planetengetriebe
ein viertes Sonnenrad (60),
ein viertes Hohlrad (66) sowie
vierte Planetenräder (62) aufweist, die von einem als Abtriebselement des vierten Einfach-Planetengetriebes dienenden vierten Planetenträger (64) gehalten werden, der das Drehmoment an ein Differenzialgetriebe (D) über­ trägt.

4. Automatikgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Planetengetriebeeinheit (2, 4) verschiedene Wellen auf­ weisen.

5. Automatikgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Planetengetriebeeinheit (2) ein mit dem zwei­ ten Planetenträger (32) verbundenes Kettenrad (38) aufweist, das über eine Kette (42) mit einem Kettenrad (40) verbunden ist, das seinerseits mit dem dritten Hohlrad (48) der zweiten Planetengetriebeeinheit (4) verbunden ist.

6. Automatikgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Hohlrad (66) fest mit dem Getriebegehäuse (56) verbunden ist.