DE19758202A1

DE19758202A1 - Zahnradvorgelege für ein Fünfgang-Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE19758202A1
Application number: DE19758202A
Authority: DE
Inventors: Jongsool Park
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2017-12-31
Also published as: JP3182687B2; DE19758202B4; KR100302735B1; KR19990031053A; JPH11108130A; US5885184A

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnradvorgelege, und insbesondere ein Zahnradvorgelege für ein Fünfgang- Automatikgetriebe eines Fahrzeuges, welches Zahnradvorgelege durch Verringern der Anzahl von Reibelementen und Planetengetriebesätzen kompakt in den Abmessungen und mit geringem Gewicht gestaltet werden kann.

Insgesamt weisen Automatikgetriebesysteme für Fahrzeuge eine Getriebesteuereinrichtung (TCU) auf, die die Schaltübersetzungsverhältnisse entsprechend den Änderungen des Fahrzustandes des Fahrzeuges automatisch steuert.

Die oben genannte TCU steuert eine Mehrzahl von Reibelementen, die in einem Zahnradvorgelege vorgesehen sind, entweder in einen Betriebs- oder in einen Außerbetriebszustand, um eines der drei wesentlichen Elemente des Planetengetriebesatzes (ein Sonnenrad, ein Hohlrad und ein Planetenradträger) als Antriebselement, ein anderes als Reaktionselement und das letzte als Abtriebselement auszuwählen, wodurch die Abtriebsdrehzahlen gesteuert werden können.

Das Zahnradvorgelege ist insgesamt derart gestaltet, daß es vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang realisieren kann. Mit der Entwicklung von Hochleistungsmotoren wurden jedoch Zahnradvorgelege entwickelt, mit denen fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert werden können.

Das Fünfgang-Zahnradvorgelege weist drei einfache Planetengetriebesätze und zumindest sechs Reibelemente auf.

Bei einem derartigen Zahnradvorgelege für ein Fünfgang Automatikgetriebe gibt es jedoch, um das Fahrzeug in einem vierten oder fünften Schnellgang anzutreiben, einen Bedarf für ein Element, das sich mit einer höheren Drehzahl als die Drehzahl eines Endabtriebselements dreht. Daraus ergibt sich ein Leistungsverlust Ferner bewirkt die große Anzahl an Reibelementen ein großes Gewicht und große Abmessungen des Automatikgetriebes.

Mit der Erfindung wird ein Zahnradvorgelege für ein Fünfgang-Automatikgetriebe für Fahrzeuge geschaffen, welches durch Weglassen eines Elements, das sich mit einer höheren Drehzahl als der Drehzahl eines Endabtriebselements dreht, das bisher beim Schnellgang benötigt wird, den Leistungsverlust minimieren kann, und welches durch Verringern der Anzahl an Reibelementen kompakt in den Abmessungen und mit geringem Gewicht gestaltet werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Zahnradvorgelege für ein Fünfgang-Automatikgetriebe, mit:
einer ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit, die einen ersten und einen zweiten einfachen Planetengetriebesatz mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Funktionselement aufweist, wobei das erste Funktionselement als Antriebselement wirkt;
einer zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit, die einen dritten und einen vierten einfachen Planetengetriebesatz mit einem fünften, einem sechsten, einem siebten und einem achten Funktionselement aufweist, wobei das fünfte Funktionselement als Abtriebselement wirkt, das sechste Funktionselement entweder mit dem ersten Funktionselement oder mit dem zweiten Funktionselement variabel verbunden ist, und das siebte Funktionselement mit dem vierten Funktionselement fest verbunden ist;
Kupplungsmitteln zum variablen Verbinden des sechsten Funktionselements entweder mit dem ersten Funktionselement oder mit dem zweiten Funktionselement; und
Bremsmitteln zum wahlweisen Verbinden des dritten und des achten Funktionselements mit einem Getriebegehäuse.

In vorteilhafter Weise ist der erste einfache Planetengetriebesatz ein Doppel-Planetenradsatz, und der zweite einfache Planetengetriebesatz ist ein Einzel-Planetenradsatz.

Es ist vorteilhaft, wenn das erste Funktionselement ein Sonnenrad des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes ist; das zweite Funktionselement eine Verbindung eines Planetenradträgers des ersten einfachen Planetengetriebesatzes mit einem Planetenradträger des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes ist; das dritte Funktionselement ein Hohlrad des ersten einfachen Planetengetriebesatzes ist; und das vierte Funktionselement eine Verbindung eines Sonnenrades des ersten einfachen Planetengetriebesatzes mit einem Hohlrad des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes ist.

Der dritte einfache Planetengetriebesatz kann ein Doppel- Planetenradsatz sein, und der vierte einfache Planetengetriebesatz kann ein Einzel-Planetenradsatz sein.

Es ist vorteilhaft, wenn das fünfte Funktionselement eine Verbindung eines Sonnenrades des dritten einfachen Planetengetriebesatzes mit einem Hohlrad des vierten einfachen Planetengetriebesatzes ist; das sechste Funktionselement ein Planetenradträger des vierten einfachen Planetengetriebesatzes ist; das siebte Funktionselement eine Verbindung eines Hohlrades des dritten einfachen Planetengetriebesatzes mit einem Sonnenrad des vierten einfachen Planetengetriebesatzes ist; und das achte Funktionselement ein Planetenradträger des dritten einfachen Planetengetriebesatzes ist.

In vorteilhafter Weise weist das Kupplungsmittel eine erste Kupplung, die zwischen dem Planetenradträger des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes und dem Planetenradträger des vierten einfachen Planetengetriebesatzes angeordnet ist, und ein zweite Kupplung auf, die zwischen dem Sonnenrad des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes und dem Planetenradträger des vierten einfachen Planetengetriebesatzes angeordnet ist.

Das Bremsmittel kann eine erste Bremse, die zwischen dem Hohlrad des ersten einfachen Planetengetriebesatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, und eine zweite Bremse aufweisen, die zwischen dem Planetenradträger des dritten einfachen Planetengetriebesatzes und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Zahnradvorgeleges gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Hebelanalogie-Schema für das Zahnradvorgelege aus Fig. 1;

Fig. 3 ein Hebelanalogie-Schema für das Zahnradvorgelege aus Fig. 1 im ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang;

Fig. 4 ein Hebelanalogie-Schema für das Zahnradvorgelege aus Fig. 1 im vierten und fünften Vorwärtsgang;

Fig. 5 ein Hebelanalogie-Schema für das Zahnradvorgelege aus Fig. 1 im Rückwärtsgang; und

Fig. 6 ein Diagramm für den Betrieb der Reibungselemente des Zahnradvorgeleges aus Fig. l in dem jeweiligen Schaltbereich.

Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Zahnradvorgelege nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Zahnradvorgelege einen Motor 100 zum Erzeugen einer Leistung, einen Drehmomentwandler T zum Verstärken des Drehmoments, das von dem Motor erzeugt wird, und eine erste und eine zweite zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 und 3 zum Aufnehmen des umgewandelten Drehmoments über eine Antriebswelle 10 und zum Abgeben der Leistung für fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang an ein Übertragungsantriebsrad TD auf.

Die erste zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 weist einen ersten einfachen Planetengetriebesatz PG1, d. h. einen Doppel-Planetenradsatz, und einen zweiten einfachen Planetengetriebesatz PG2, d. h. einen Einzel-Planetenradsatz, auf.

Bei der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 ist ein Sonnenrad S1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 mit einem Hohlrad R2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 fest verbunden, und ein die Planetenräder P1 miteinander verbindender Planetenradträger Ca1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 ist mit einem die Planetenräder P2 miteinander verbindenden Planetenradträger Ca2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 fest verbunden.

Daher besteht die erste zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 aus vier Funktionselementen, d. h. einem Sonnenrad S2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2, das auf der Antriebswelle 20 fest montiert ist, um als Antriebselement zu wirken, einem Hohlrad R1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1, der mit einem Getriebegehäuse 20 variabel verbunden ist, um wahlweise als Reaktionselement zu wirken, einer Verbindung des Sonnenrades S1 mit dem Hohlrad R2, und einer Verbindung des Planetenradträgers Ca1 mit dem Planetenradträger Ca2.

Die zweite zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 weist einen dritten einfachen Planetengetriebesatz PG3, d. h. einen Doppel-Planetenradsatz, und einen vierten einfachen Planetengetriebesatz PG4, d. h. einen einfachen Planetenradsatz, auf.

Bei der zweiten Planetengetriebeeinheit 3 ist ein Sonnenrad S3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 mit einem Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 fest verbunden, und ein Hohlrad R3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 ist mit einem Sonnenrad S4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 fest verbunden.

Daher besteht die zweite zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 3 aus vier Funktionselementen, d. h. einem die Planetenräder P3 miteinander und mit dem Getriebegehäuse 20 variabel verbundenen Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3, um wahlweise als Reaktionselement zu wirken, einem die Planetenräder P4 miteinander verbindenden Planetenradträger Ca4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4, einer Verbindung des Sonnenrades S3 mit dem Hohlrad R4, und einer Verbindung des Hohlrades R3 mit dem Sonnenrad S4.

Die oben beschriebene erste und zweite zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 und 3 sind miteinander verbunden. Das heißt, die Verbindung des Sonnenrades S1 mit dem Hohlrad R2 des ersten bzw. des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 bzw. PG2 ist mit der Verbindung des Hohlrades R3 mit dem Sonnenrad S4 des dritten bzw. des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 bzw. PG4 fest verbunden. Die Verbindung der Planetenradträger Ca1 und Ca2 des ersten bzw. des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 bzw. PG2 miteinander ist mit dem Planetenradträger Ca4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 verbunden. Das Sonnenrad S2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 ist mit dem Planetenradträger Ca4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 variabel verbunden. Die Verbindung des Sonnenrades S3 mit dem Hohlrad R4 des dritten bzw. des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 bzw. PG4 ist mit dem Übertragungsantriebsrad TD fest verbunden, welches das geschaltete Drehmoment an ein nicht gezeigtes Enduntersetzungsgetriebe überträgt.

Eine erste Kupplung C1 ist zwischen der Verbindung der Planetenradträger Ca1 und Ca2 des ersten bzw. des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 bzw. PG2 miteinander und dem Planetenradträger Ca4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 angeordnet. Die erste Kupplung C1 wird beim ersten, zweiten und dritten Vorwärtsgang betätigt, um die Verbindung der Planetenradträger Ca1 und Ca2 miteinander mit dem Planetenradträger Ca4 zu verbinden. Eine zweite Kupplung C2 ist zwischen dem Sonnenrad S2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 und dem Planetenradträger Ca4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 angeordnet. Die zweite Kupplung C2 wird beim dritten, vierten und fünften Vorwärtsgang betätigt, um das Sonnenrad S2 mit dem Planetenradträger Ca4 zu verbinden.

Ferner ist eine erste Bremse B1 zwischen dem Hohlrad R1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 und dem Getriebegehäuse 20 angeordnet. Die erste Bremse B1 legt das Hohlrad R1 beim ersten und fünften Vorwärtsgang und beim Rückwärtsgang fest. Eine zweite Bremse B2 ist zwischen dem Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 und dem Getriebegehäuse 20 derart angeordnet, daß sie im zweiten und vierten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang ein Festlegen des Planetenradträgers Ca3 bewirken kann.

Das oben beschriebene Zahnradvorgelege kann in einem Hebelanalogie-Schema dargestellt werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 2 stellen die Hebel L1 und L2 die erste bzw. die zweite zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 und 3 dar. Die vier Funktionselemente der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 sind als erstes, zweites, drittes und viertes Funktionselement A, D, E und F an dem ersten Hebel L1 dargestellt. Die vier Funktionselemente der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 sind als erstes, zweites, drittes und viertes Funktionselement G, H, 1 und J an dem zweiten Hebel L2 dargestellt.

Bei dem ersten Hebel L1 stellt das erste Funktionselement A das Sonnenrad S2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 dar, das zweite Funktionselement D stellt die Verbindung der Planetenradträger Ca1 und Ca2 des ersten bzw. des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 bzw. PG2 miteinander dar, das dritte Funktionselement E stellt das Hohlrad R1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 dar, und das vierte Funktionselement F stellt die Verbindung des Sonnenrades S1 mit dem Hohlrad R2 des ersten bzw. des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 bzw. PG2 dar.

Ferner stellt bei dem zweiten Hebel L2 das erste Funktionselement G die Verbindung des Sonnenrades S3 mit dem Hohlrad R4 des dritten bzw. des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 bzw. PG4 dar, und das zweite Funktionselement H stellt den Planetenradträger Ca4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 dar. Das dritte Funktionselement I stellt die Verbindung des Hohlrades R3 mit dem Sonnenrad S4 des dritten bzw. des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 bzw. PG4 dar, und das vierte Funktionselement J stellt den Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 dar.

Wie oben beschrieben, ist das erste Funktionselement A der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit der Antriebswelle 10 fest verbunden, um als Antriebselement zu wirken, wobei das dritte Funktionselement E der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 über die erste Bremse B1 mit dem Getriebegehäuse 20 variabel verbunden ist, um wahlweise als Reaktionselement zu wirken.

Ferner ist das erste Funktionselement G der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 mit dem Übertragungsantriebsrad TD fest verbunden, um als Abtriebselement zu wirken, und das vierte Funktionselement J der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 ist über die zweite Bremse B2 mit dem Getriebegehäuse 20 variabel verbunden, um wahlweise als Reaktionselement zu wirken.

Die erste Kupplung C1 ist zwischen dem zweiten Funktionselement D der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit D und dem zweiten Funktionselement H der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 angeordnet, wobei die zweite Kupplung C2 zwischen dem ersten Funktionselement A der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 und dem zweiten zweiten Funktionselement H der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 angeordnet ist.

Im ersten, zweiten und dritten Gang D1, D2, und D3 kann, da die erste Kupplung C1 betätigt wird, wie in Fig. 6 dargestellt, das Hebelanalogie-Schema aus Fig. 2 als einziger dritter Hebel L3 mit einem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Knotenpunkt N1, N2, N3, N4, N5 und N6 dargestellt werden, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Das heißt, bei dem dritten Hebel L3 stellt der erste Knotenpunkt N1 das erste Funktionselement A der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar, der zweite Knotenpunkt N2 stellt das erste Funktionselement G der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der dritte Knotenpunkt N3 stellt die Verbindung der zweiten Funktionselemente D und H der ersten bzw. der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 bzw. 3 miteinander dar, der vierte Knotenpunkt N4 stellt das dritte Funktionselement E der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar, der fünfte Knotenpunkt N5 stellt die Verbindung des vierten Funktionselements F der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit dem dritten Funktionselement I der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, und der sechste Knotenpunkt N6 stellt das vierte Funktionselement J der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar. Anhand dieser Hebelanalogie können die Schaltübersetzungsverhältnisse des ersten, zweiten und dritten Vorwärtsganges veranschaulicht werden.

Beim ersten Vorwärtsgang D1 werden die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 betätigt, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. Dementsprechend ist der erste Knotenpunkt N1, der das Sonnenrad S2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 darstellt, das Antriebselement, und der vierte Knotenpunkt N4, der das Hohlrad R1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 darstellt, ist ein Reaktionselement. Dementsprechend wird die Leistung im ersten Vorwärtsgang über das Übertragungsantriebsrad TD abgegeben, das mit dem Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 des zweiten Knotenpunktes N2 verbunden ist.

Daher ist, wenn die Abtriebsdrehzahl des Hohlrades R4 "1" ist, die Linie, die den Abtriebspunkt des als Abtriebselement wirkenden zweiten Knotenpunktes N2 mit dem als Reaktionselement wirkenden vierten Knotenpunkt N4 verbindet, die Linie des ersten Ganges "l1". In diesem Punkt ist die Antriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 die erste Antriebsdrehzahl D1, die größer als die Abtriebsdrehzahl "1" ist. Dies zeigt, daß eine Drehzahluntersetzung realisiert ist.

Im Zustand des ersten Ganges laufen die Funktionselemente des dritten Knotenpunktes N3 in Abtriebsrichtung im Leerlauf, während sich die Funktionselemente des fünften und des sechsten Knotenpunktes N5 und N6 entgegengesetzt zur Abtriebsrichtung drehen.

Um den zweiten Vorwärtsgang D2 zu erreichen, wird die Öffnung der Drosselklappe im Zustand des ersten Vorwärtsganges vergrößert, die erste Bremse B1 wird außer Eingriff gebracht und die zweite Bremse B2 wird betätigt. Dementsprechend wird das Reaktionselement von dem vierten Knotenpunkt N4 in den sechsten Knotenpunkt N6 geändert, der den Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 darstellt. Dementsprechend wird die Leistung des zweiten Ganges über das Übertragungsantriebsrad TD abgegeben, das an dem Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 festgelegt ist.

Das heißt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Hohlrades R4 "1" ist, ist die Linie, die den Punkt der Abtriebsdrehzahl des als Abtriebselement wirkenden zweiten Knotenpunktes N2 mit dem als Reaktionselement wirkenden sechsten Knotenpunkt N6 verbindet, die Linie des zweiten Ganges "l2". In diesem Punkt ist die Antriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 die zweite Antriebsdrehzahl D2, die größer als die Abtriebsdrehzahl "1" ist. Dies zeigt, daß eine Drehzahluntersetzung realisiert ist.

In diesem Zustand des zweiten Vorwärtsganges drehen sich alle Funktionselemente des dritten, vierten und fünften Knotenpunktes N3, N4 und N5 in Abtriebsrichtung mit Drehzahlen, die kleiner als die Abtriebsdrehzahl sind.

Um den dritten Vorwärtsgang D3 zu erreichen, wird die Öffnung der Drosselklappe im Zustand des zweiten Vorwärtsganges vergrößert, die zweite Bremse B2 wird gelöst und die zweite Kupplung C2 wird betätigt. Dementsprechend wird, da die erste und die zweite zusammengesetzte Planetengetriebeeinheit 1 und 3 verriegelt sind, wenn der Antrieb über den ersten Knotenpunkt N1 realisiert ist, die Leistung des dritten Ganges über das Übertragungsantriebsrad TD abgegeben, das mit dem Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 verbunden ist.

Das heißt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Hohlrades R4 "1" ist, ist die Linie, die den Punkt der Abtriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 mit dem gleichen Niveau des als Antriebselement wirkenden ersten Knotenpunktes N1 verbindet, die Linie des dritten Ganges "l3". In diesem Punkt ist die Antriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 die dritte Antriebsdrehzahl D3, die gleich der Abtriebsdrehzahl "1" ist. Dies zeigt, daß weder eine Drehzahluntersetzung noch eine Drehzahlübersetzung eintritt.

In diesem Zustand des dritten Vorwärtsganges drehen sich alle Funktionselemente des ersten bis sechsten Knotenpunktes N1 bis N6 in Abtriebsrichtung mit denselben Drehzahlen wie der Abtriebsdrehzahl.

Beim vierten und fünften Vorwärtsgang können, da die zweite Kupplung C2 betätigt wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, der erste und der zweite Hebel L1 und L2 als ein einziger vierter Hebel L4 mit einem ersten bis sechsten Knotenpunkt N1, N2, N3, N4, N5 und N6 dargestellt werden, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Das heißt, bei dem vierten Hebel L4 stellt der erste Knotenpunkt N1 das erste Funktionselement G der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der zweite Knotenpunkt N2 stellt die Verbindung des ersten Funktionselements A der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit dem zweiten Funktionselement H der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der dritte Knotenpunkt N3 stellt das zweite Funktionselement D der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar, der vierte Knotenpunkt N4 stellt das dritte Funktionselement E der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar, der fünfte Knotenpunkt N5 stellt die Verbindung des vierten Funktionselements F der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit dem dritten Funktionselement I der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, und der sechste Knotenpunkt N6 stellt das vierte Funktionselement J der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar. Anhand dieser Hebelanalogie können die Schaltübersetzungsverhältnisse des vierten und fünften Vorwärtsganges veranschaulicht werden.

Um den vierten Vorwärtsgang D4 zu erreichen, wird die Öffnung der Drosselklappe im Zustand des dritten Vorwärtsganges vergrößert, die erste Kupplung C1 wird außer Eingriff gebracht und die zweite Bremse B2 wird betätigt. Dementsprechend ist der zweite Knotenpunkt N2, der das Sonnenrad S2 des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes PG2 darstellt, ein Antriebselement, wobei der sechste Knotenpunkt N6 den Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebesatzes PG3 darstellt.

Daher wird die Leistung des vierten Ganges über den ersten Knotenpunkt N1 abgegeben, der das Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 darstellt.

Das heißt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Hohlrades R4 "1" ist, ist die Linie, die den Punkt der Abtriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 mit dem als Reaktionselement wirkenden sechsten Knotenpunkt N6 verbindet, die Linie des vierten Ganges "14". In diesem Punkt ist die Antriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 die vierte Antriebsdrehzahl D4, die kleiner als die Abtriebsdrehzahl "1" ist. Dies zeigt, daß eine Drehzahlübersetzung realisiert ist. Das heißt, der vierte Vorwärtsgang ist ein Schnellgang, bei dem die Abtriebsdrehzahl größer als die Antriebsdrehzahl ist.

Im Zustand des vierten Ganges drehen sich alle Funktionselemente des dritten, vierten und fünften Knotenpunktes N3, N4 und N5 in Abtriebsrichtung mit Drehzahlen, die kleiner als die Abtriebsdrehzahl sind. Daher wird, da es keine Funktionselemente gibt, die mit höheren Drehzahlen als der Abtriebsdrehzahl im Leerlauf drehen, ein Leistungsverlust verhindert.

Um den fünften Vorwärtsgang D5 zu erreichen, wird die Öffnung der Drosselklappe im Zustand des vierten Vorwärtsganges vergrößert, wobei die erste Bremse B1 in Eingriff gebracht wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. Dementsprechend ist der zweite Knotenpunkt N2 das Antriebselement, wobei der vierte Knotenpunkt N4, der das Hohlrad R1 des ersten einfachen Planetengetriebesatzes PG1 darstellt, das Reaktionselement ist. Daher wird die Leistung des fünften Ganges über das Übertragungsantriebsrad TD abgegeben, das an dem Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 festgelegt ist.

Das heißt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Hohlrades R4, d. h. des Knotenpunktes N1, gleich "1" ist, ist die Linie, die den Punkt der Abtriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 mit dem als Reaktionselement wirkenden vierten Knotenpunkt N4 verbindet, die Linie des fünften Ganges "l5". In diesem Punkt ist die Antriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 die vierte Antriebsdrehzahl D5, die kleiner als die Abtriebsdrehzahl "1" ist. Dies zeigt, daß eine Drehzahlübersetzung realisiert ist. Das heißt, der fünfte Vorwärtsgang ist ein Schnellgang, bei dem die Abtriebsdrehzahl größer als die Antriebsdrehzahl ist.

Im Zustand des fünften Ganges dreht sich das Funktionselement des dritten Knotenpunktes N3 in Abtriebsrichtung mit Drehzahlen, die kleiner als die Abtriebsdrehzahl sind, wobei sich die Funktionselemente des fünften und des sechsten Knotenpunktes N5 und N6 entgegengesetzt zur Abtriebsrichtung drehen. Daher wird, da es kein Funktionselement gibt, das mit höheren Drehzahlen als der Abtriebsdrehzahl im Leerlauf dreht, ein Leistungsverlust verhindert.

Wenn als Schaltmodus der Rückwärtsgang ausgewählt wird, stehen die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 in Eingriff, wobei die erste und die zweite Bremse B1 und B2 betätigt werden.

Dementsprechend können der erste und der zweite Hebel L1 und L2 als ein einziger Hebel L5 mit einem ersten bis sechsten Knotenpunkt N1 bis N6 dargestellt werden, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Das heißt, bei dem fünften Hebel L5 stellt der erste Knotenpunkt N1 das erste Funktionselement G der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der zweite Knotenpunkt N2 stellt das zweite Funktionselement H der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der dritte Knotenpunkt N3 stellt die Verbindung des vierten Funktionselements F der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit dem dritten Funktionselement I der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der vierte Knotenpunkt N4 stellt die Verbindung des dritten Funktionselements E der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit dem vierten Funktionselement J der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 dar, der fünfte Knotenpunkt N5 stellt das zweite Funktionselement D der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar, und der sechste Knotenpunkt N6 stellt das erste Funktionselement A der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 dar. Anhand dieser Hebelanalogie kann der Rückwärtsgang veranschaulicht werden.

Beim Rückwärtsgang R stehen die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 außer Eingriff, wobei die erste und die zweite Bremse B1 und B2 betätigt werden. Dementsprechend ist der sechste Knotenpunkt N6, der das erste Funktionselement A der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 darstellt, das Antriebselement, wobei der vierte Knotenpunkt N4, der die Verbindung des dritten Funktionselements E der ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 1 mit dem vierten Funktionselement J der zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit 3 darstellt, das Reaktionselement ist. Ferner ist der erste Knotenpunkt N1, der das Hohlrad R4 des vierten einfachen Planetengetriebesatzes PG4 darstellt, das Abtriebselement.

Das heißt, wenn die Abtriebsdrehzahl des Hohlrades R4 "1" ist, ist die Linie, die den Abtriebspunkt des ersten Knotenpunktes N1 mit dem als Reaktionselement wirkenden vierten Knotenpunkt N4 verbindet, die Linie des Rückwärtsganges "16". In diesem Punkt ist die Antriebsdrehzahl des sechsten Knotenpunktes N6 die Rückwärtsdrehzahl REV. Das heißt, die Richtung des Antriebsdrehzahl ist entgegengesetzt der Richtung der Abtriebsdrehzahl.

Claims

1. Zahnradvorgelege für ein Fünfgang-Automatikgetriebe, mit:
einer ersten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit (1), die einen ersten und einen zweiten einfachen Planetengetriebesatz (PG1, PG2) mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Funktionselement (A, D, E, F) aufweist, wobei das erste Funktionselement (A) als Antriebselement wirkt;
einer zweiten zusammengesetzten Planetengetriebeeinheit (3), die einen dritten und einen vierten einfachen Planetengetriebesatz (PG3, PG4) mit einem fünften, einem sechsten, einem siebten und einem achten Funktionselement (G, H, I, J) aufweist, wobei das fünfte Funktionselement (G) als Abtriebselement wirkt, das sechste Funktionselement (H) entweder mit dem ersten Funktionselement (A) oder mit dem zweiten Funktionselement (D) variabel verbunden ist, und das siebte Funktionselement (I) mit dem vierten Funktionselement (F) fest verbunden ist;
Kupplungsmitteln (C1, C2) zum variablen Verbinden des sechsten Funktionselements (H) entweder mit dem ersten Funktionselement (A) oder mit dem zweiten Funktionselement (D); und
Bremsmitteln (B1, B2) zum wahlweisen Verbinden des dritten und des achten Funktionselements (E, J) mit einem Getriebegehäuse (20).

2. Zahnradvorgelege nach Anspruch 1, wobei der erste einfache Planetengetriebesatz (PG1) ein Doppel-Planetenradsatz ist, und der zweite einfache Planetengetriebesatz (PG2) ein Einzel-Planetenradsatz ist.

3. Zahnradvorgelege nach Anspruch 2, wobei
das erste Funktionselement (A) ein Sonnenrad (S2) des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes (PG2) ist;
das zweite Funktionselement (D) eine Verbindung eines Planetenradträgers (Ca1) des ersten einfachen Planetengetriebesatzes (PG1) mit einem Planetenradträger (Ca2) des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes (PG2) ist;
das dritte Funktionselement (E) ein Hohlrad (R1) des ersten einfachen Planetengetriebesatzes (PG1) ist; und
das vierte Funktionselement (F) eine Verbindung eines Sonnenrades (S1) des ersten einfachen Planetengetriebesatzes (PG1) mit einem Hohlrad (R2) des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes (PG2) ist.

4. Zahnradvorgelege nach Anspruch 3, wobei der dritte einfache Planetengetriebesatz (PG3) ein Doppel-Planetenradsatz ist, und der vierte einfache Planetengetriebesatz (PG4) ein Einzel-Planetenradsatz ist.

5. Zahnradvorgelege nach Anspruch 4, wobei das fünfte Funktionselement (G) eine Verbindung eines Sonnenrades (S3) des dritten einfachen Planetengetriebesatzes (PG3) mit einem Hohlrad (R4) des vierten einfachen Planetengetriebesatzes (PG4) ist;
das sechste Funktionselement (H) ein Planetenradträger (Ca4) des vierten einfachen Planetengetriebesatzes (PG4) ist;
das siebte Funktionselement (I) eine Verbindung eines Hohlrades (R3) des dritten einfachen Planetengetriebesatzes (PG3) mit einem Sonnenrad (S4) des vierten einfachen Planetengetriebesatzes (PG4) ist; und
das achte Funktionselement (J) ein Planetenradträger (Ca3) des dritten einfachen Planetengetriebesatzes (PG3) ist.

6. Zahnradvorgelege nach Anspruch 5, wobei das Kupplungsmittel eine erste Kupplung (C1), die zwischen dem Planetenradträger (Ca2) des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes (PG2) und dem Planetenradträger (Ca4) des vierten einfachen Planetengetriebesatzes (PG4) angeordnet ist, und ein zweite Kupplung (C2) aufweist, die zwischen dem Sonnenrad (S2) des zweiten einfachen Planetengetriebesatzes (PG2) und dem Planetenradträger (Ca4) des vierten einfachen Planetengetriebesatzes (PG4) angeordnet ist.

7. Zahnradvorgelege nach Anspruch 5, wobei das Bremsmittel eine erste Bremse (B1), die zwischen dem Hohlrad (R1) des ersten einfachen Planetengetriebesatzes (PG1) und dem Getriebegehäuse (20) angeordnet ist, und eine zweite Bremse (B2) aufweist, die zwischen dem Planetenradträger (Ca3) des dritten einfachen Planetengetriebesatzes (PG3) und dem Getriebegehäuse (20) angeordnet ist.