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Die Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe, und insbesondere ein automatisch schaltbares Getriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang.
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Die
JP 62-093 544 A offenbart ein automatisch schaltbares Getriebe mit zwei Planetengetrieben und fünf Reibelementen zum Schalten von vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, wobei die Planetenradträger der beiden Planetengetriebe gemeinsam mit einer Abtriebswelle fest verbunden sind.
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Die
DE 690 10 472 T2 beschreibt ein automatisch schaltbares Getriebe mit zwei Planetengetrieben und fünf Reibelementen zum Schalten von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, wobei die Planetenradträger der beiden Planetengetriebe gemeinsam mit einer Abtriebswelle fest verbunden sind.
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Mit der Erfindung wird ein automatisch schaltbares Betriebe geschaffen, welches ein geringes Gewicht aufweist und in den Abmessungen kompakt ist, wobei gleichzeitig die Leistungseffizienz verbessert wird.
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Dies wird erfindungsgemäß durch ein automatisch schaltbares Getriebe nach den Merkmalen aus dem Patentanspruch erreicht.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Schema eines Getriebes nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Tabelle, aus welcher der Betrieb von Reibelementen im jeweiligen Schaltbereich des Getriebes aus 1 ersichtlich ist;
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3 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im ersten Vorwärtsgang darstellt;
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4 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im zweiten Vorwärtsgang darstellt;
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5 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im dritten Vorwärtsgang darstellt;
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6 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im vierten Vorwärtsgang darstellt;
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7 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im fünften Vorwärtsgang darstellt,
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8 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im sechsten Vorwärtsgang darstellt, und
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9 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im Rückwärtsgang darstellt.
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Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Getriebe nach einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist das Getriebe ein erstes und ein zweites Planetengetriebe PG1 und PG2 auf, die um eine Antriebswelle 1 herum angeordnet sind. Das erste Planetengetriebe PG1 ist ein Planetengetriebe mit Einzelplanetenrädern und weist ein Sonnenrad S1, das mit der Antriebswelle 1 variierbar verbunden ist, ein Hohlrad R1, das mit dem Sonnenrad S1, der Antriebswelle 1 und dem Getriebegehäuse 3 variierbar verbunden ist, und einen Planetenradträger Ca1 auf, der mit einer Abtriebswelle 5 zum Übertragen von Leistung auf diese verbunden ist.
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Das zweite Planetengetriebe PG2 ist ein Planetengetriebe mit Einzelplanetenrädern und weist ein Sonnenrad S2, das mit der Antriebswelle 1 und dem Getriebegehäuse 3 variierbar verbunden ist, ein Hohlrad R2, das mit dem Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebes PG1 fest verbunden ist, und einen Planetenradträger Ca2 auf, der mit der Abtriebswelle 5 zum Übertragen von Leistung auf diese verbunden ist.
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Bei den oben beschriebenen variierbaren Verbindungen ist eine erste Kupplung C1 zwischen der Antriebswelle 1 und der Verbindung des Sonnenrades S1 des ersten Planetengetriebes PG1 mit dem Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes PG2 angeordnet, eine zweite Kupplung C2 ist zwischen dem Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes PG2 und der Antriebswelle 1 angeordnet, und eine dritte Kupplung C3 ist zwischen dem Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebes PG1 und der Antriebswelle 1 angeordnet.
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Außerdem ist eine erste Bremse B1 zwischen dem Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebes PG1 und dem Getriebegehäuse 3 angeordnet, und eine zweite Bremse B2 ist zwischen dem Getriebegehäuse 3 und dem Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes PG2 angeordnet.
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Infolgedessen werden durch den selektiven Betrieb der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung C1, C2 und C3 und der ersten und der zweiten Bremse B1 und B2 sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert und über die Planetenradträger Ca1 und Ca2 des ersten und des zweiten Planetengetriebes PG1 und PG2 auf die Abtriebswelle 5 übertragen. Der selektive Betrieb der Reibelemente wird von der TCU gesteuert. Ein erstes und ein zweites Antriebs-Übertragungsrad 7 und 9 sind an dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe PG1 und PG2 festgelegt und stehen mit einem ersten und einem zweiten angetriebenen Übertragungsrad 11 und 13 der Abtriebswelle 5 in vorbestimmten Übersetzungsverhältnissen in Eingriff.
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Das heißt, die Reibelemente werden in dem jeweiligen Gang betrieben, wie in der Tabelle in 2 gezeigt. Der Schaltvorgang wird nachfolgend unter Verwendung der Tabelle in 2 und der Hebeldiagramme in den 3 bis 9 erläutert, wobei das erste und das zweite Planetengetriebe PG1 und PG2 durch den ersten bis sechsten Hebel L1 bis L6 dargestellt sind.
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Der erste bis fünfte Knotenpunkt N1 bis N5, die an dem jeweiligen Hebel liegen, bezeichnen jeweils ein Element des ersten und des zweiten Planetengetriebes PG1 und PG2. Das heißt, der erste Knotenpunkt N1 bezeichnet das Sonnenrad S2 der Verbindung des Sonnenrades S1 des ersten Planetengetriebes PG1 mit dem Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes PG2, der zweite Knotenpunkt N2 bezeichnet den Planetenradträger Ca2 des zweiten Planetengetriebes PG2, der dritte Knotenpunkt N3 bezeichnet den Planetenradträger Ca1 des ersten Planetengetriebes PG1, der vierte Knotenpunkt N4 bezeichnet das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebes PG1, und der fünfte Knotenpunkt N5 bezeichnet das Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes PG2.
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ERSTER VORWÄRTSGANG
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Ein Übersetzungsverhältnis des ersten Vorwärtsganges wird nachfolgend mit Bezug auf 3 erläutert.
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Wenn die erste Kupplung C1 und die erste Bremse E1 von der TCU betrieben werden, wie aus 2 ersichtlich, sind der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 die Abtriebselemente, der fünfte Knotenpunkt N5 ist das Reaktionselement, und der erste Knotenpunkt N1 wirkt als Antriebselement.
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Es wird angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 als bei ”1” festgelegt dargestellt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des vierten Knotenpunktes N4 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des dritten Knotenpunktes N3 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis.
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Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die von dem Abtriebs-Knotenpunkt N2 abgegebene Abtriebsdrehzahl ”1” mit dem Reaktions-Knotenpunkt N4 verbindet, eine Linie l1 des ersten Vorwärtsganges in 3.
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Daher ist eine Linie, die den Antriebs-Knotenpunkt N1 mit der Linie l1 des ersten Vorwärtsganges vertikal verbindet, eine Linie D1 der ersten Antriebsdrehzahl, welche höher als die Abtriebsdrehzahl ”1” ist.
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Dementsprechend wird angemerkt, dass die Abtriebsdrehzahl viel kleiner als die Antriebsdrehzahl ist, und eine Verringerung der Drehzahl wird durch ein Schaltverhältnis des ersten Ganges realisiert. Ferner wird angemerkt, dass sich das Sonnenrad S2 des fünften Knotenpunktes N5 in entgegengesetzter Richtung zu anderen Elementen dreht.
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ZWEITER VORWÄRTSGANG
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Im Zustand des oben beschriebenen ersten Vorwärtsganges löst bei Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung die TCU die erste Bremse B1 und betätigt die zweite Bremse B2, wie aus der Tabelle in 2 ersichtlich ist. Dementsprechend sind, wie aus 4 ersichtlich, beim zweiten Hebel L2 der zweite und der dritte Knotenpunkt N2 und N3 Abtriebselemente, der fünfte Knotenpunkt N5 ist das Reaktionselement, und der erste Knotenpunkt N1 ist das Antriebselement.
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Es wird noch angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 bei ”1” festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des vierten Knotenpunktes N4 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des dritten Knotenpunktes N3 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis.
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Daher ist eine verlängerte Linie, welche die von dem zweiten Knotenpunkt N2 abgegebene Abtriebsdrehzahl ”1” mit dem Reaktions-Knotenpunkt N5 verbindet, eine erste Linie l2' des zweiten Vorwärtsganges.
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Dementsprechend ist eine Linie, die den Antriebs-Knotenpunkt N1 mit der ersten Linie l2' des zweiten Vorwärtsganges vertikal verbindet, eine Linie D2 der zweiten Antriebsdrehzahl.
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Außerdem ist eine verlängerte Linie, welche die Antriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 mit der Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 verbindet, eine zweite Linie l2'' des zweiten Vorwärtsganges.
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Dementsprechend wird angemerkt, dass die Linie D2 der zweiten Antriebsdrehzahl höher als die Abtriebsdrehzahl ”1” ist, jedoch niedriger als die Linie D1 der ersten Antriebsdrehzahl.
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Ferner wird angemerkt, dass die Drehzahl des Hohlrades R1, das durch den vierten Knotenpunkt N4 bezeichnet ist, niedriger als die Abtriebsdrehzahl des Planetenradträgers Ca1 ist, der durch den dritten Knotenpunkt N3 bezeichnet ist.
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DRITTER VORWÄRTSGANG
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Im Zustand des oben beschriebenen zweiten Vorwärtsganges löst bei Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung die TCU die zweite Bremse B2 und kuppelt die zweite Kupplung C2. Dementsprechend wirken, wie aus 5 ersichtlich, beim dritten Hebel L3 der zweite und der dritte Knotenpunkt N2 und N3 als Abtriebselemente, und der erste und der fünfte Knotenpunkt N1 und N5 sind die Antriebselemente, wobei der erste Knotenpunkt N1 auch als halbes Reaktionselement wirkt.
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Es wird noch angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 bei ”1” festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2.
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Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahlen des ersten und des fünften Knotenpunktes N1 und N5 dieselben wie die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 sind.
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Daher ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 mit den Antriebsdrehzahlen des ersten und des fünften Knotenpunktes N1 und N5 verbindet, eine erste Linie l3' des dritten Vorwärtsganges. Außerdem ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 mit der Antriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 verbindet, eine zweite Linie l3'' des dritten Vorwärtsganges.
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Hierbei stellt eine Linie, welche den ersten und den fünften Knotenpunkt N1 und N5 mit der ersten Linie l3' des dritten Vorwärtsganges vertikal verbindet, die Antriebslinie D3 der dritten Vorwärtsganges dar.
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Das heißt, dass die Antriebsdrehzahl im dritten Vorwärtsgang dieselbe wie die Abtriebsdrehzahl ist. Daher findet keine Drehzahlreduzierung statt.
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VIERTER VORWÄRTSGANG
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Im Zustand des oben beschriebenen dritten Vorwärtsganges trennt bei Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung die TCU die zweite Kupplung C2 und kuppelt die dritte Kupplung C3. Dementsprechend wirken, wie aus 6 ersichtlich, beim vierten Hebel L4 der zweite und der dritte Knotenpunkt N2 und N3 als Abtriebselemente, und der erste und der vierte Knotenpunkt N1 und N4 sind die Antriebselemente, wobei der erste Knotenpunkt N1 auch als halbes Reaktionselement wirkt.
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Es wird noch angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 bei ”1” festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis.
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Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahl D4 des ersten und des vierten Knotenpunktes N1 und N4 dieselbe wie die Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 ist.
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Daher ist eine verlängerte Linie, welche die Antriebsdrehzahlen des ersten und des vierten Knotenpunktes N1 und N4 mit der Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 verbindet, eine erste Linie l4' des vierten Vorwärtsganges. Außerdem ist eine verlängerte Linie, welche die Antriebsdrehzahl des ersten Knotenpunktes N1 mit der Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 verbindet, eine zweite Linie l4'' des vierten Vorwärtsganges.
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Hierbei sind die Linien, die den ersten und den vierten Knotenpunkt N1 und N4 mit der ersten Linie l4' des vierten Vorwärtsganges vertikal verbindet, Antriebslinien D4 des vierten Vorwärtsganges.
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Es wird angemerkt, dass ein Overdrive erreicht wird, bei welchem die Abtriebsdrehzahl höher als die Antriebsdrehzahl ist, wobei die Drehzahl des Sonnenrades S2, das durch den fünften Knotenpunkt N5 bezeichnet ist, höher als die Drehzahl der anderen Elemente ist.
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FÜNFTER VORWÄRTSGANG
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Im Zustand des oben beschriebenen vierten Vorwärtsganges trennt bei Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung die TCU die erste Kupplung C1 und kuppelt die zweite Kupplung C2. Dementsprechend wirken, wie aus 7 ersichtlich, beim fünften Hebel L5 der zweite und der dritte Knotenpunkt N2 und N3 als Abtriebselemente, und der vierte und der fünfte Knotenpunkt N4 und N5 sind die Antriebselemente, wobei der erste Knotenpunkt N1 als halbes Reaktionselement wirkt.
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Es wird noch angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 bei ”1” festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis.
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Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahlen des vierten und des fünften Knotenpunktes N4 und N5 niedriger als die Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 sind.
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Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl ”1” des Abtriebs-Knotenpunktes N2 mit der Antriebsdrehzahl D5 des fünften Knotenpunktes N5 verbindet, eine erste Linie l5' des fünften Vorwärtsganges, und eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs-Knotenpunktes N3 mit der Antriebsdrehzahl D5 des vierten Knotenpunktes N4 verbindet, ist eine zweite Linie l5'' des fünften Vorwärtsganges.
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Es wird angemerkt, dass ein Overdrive höher als der vierte Vorwärtsgang realisiert wird, und die Drehzahl der Verbindung des Sonnenrades S1 mit dem Hohlrad R2 des ersten Knotenpunktes N1 ist höher als die Drehzahl der anderen Elemente.
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SECHSTER VORWÄRTSGANG
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Im Zustand des oben beschriebenen fünften Vorwärtsganges trennt bei Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung die TCU die zweite Kupplung C2 und betätigt die zweite Bremse B2. Dementsprechend wirken, wie aus 8 ersichtlich, beim sechsten Hebel L6 der zweite und der dritte Knotenpunkt N2 und N3 als Abtriebselemente, und der vierte Knotenpunkt N4 ist das Antriebselement, wobei der fünfte Knotenpunkt N5 das Reaktionselement ist und der erste Knotenpunkt N1 als halbes Reaktionselement wirkt.
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Es wird noch angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 bei ”1” festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis.
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Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahl des vierten Knotenpunktes N4 niedriger als die Antriebsdrehzahl im fünften Vorwärtsgang ist.
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Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl ”1” des Abtriebs-Knotenpunktes N2 mit dem Reaktions-Knotenpunkt N5 verbindet, eine erste Linie l6' des sechsten Vorwärtsganges, und eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs-Knotenpunktes N3 mit der Antriebsdrehzahl D6 des vierten Knotenpunktes N4 verbindet, ist eine zweite Linie l6'' des sechsten Vorwärtsganges.
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Es wird angemerkt, dass ein Overdrive höher als der fünfte Vorwärtsgang realisiert wird, und die Drehzahl der Verbindung des Sonnenrades S1 mit dem Hohlrad R2 des ersten Knotenpunktes N1 ist höher als die Drehzahl der anderen Elemente.
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RÜCKWÄRTSGANG
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Wenn der Fahrer den Wahlhebel in einen Rückwärtsbereich R ändert, steuert die TCU die dritte Kupplung C3 und die zweite Bremse B2, um diese zu betreiben, wie aus 2 ersichtlich ist. Dementsprechend wirken, wie aus 9 ersichtlich, beim siebten Hebel L7 der zweite und der dritte Knotenpunkt N2 und N3 als Abtriebselemente, und der vierte Knotenpunkt N4 wirkt als Reaktionselement. Der fünfte Knotenpunkt N5 wirkt als Antriebselement.
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Es wird noch angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 bei ”1” festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl ”1” des zweiten Knotenpunktes N2 bei einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis.
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Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl ”1” des Abtriebs-Knotenpunktes N2 mit dem Reaktions-Knotenpunkt N4 verbindet, eine Linie lR1 des Rückwärtsganges. Hierbei ist eine Linie, welche den Antriebsknotenpunkt N5 mit der Linie lR1 des Rückwärtsganges bzw. der ersten Linie lR' des Rückwärtsganges vertikal verbindet, eine Antriebslinie R1 des Rückwärtsganges, wodurch das Rückwärtsschalten realisiert wird. Es wird angemerkt, dass der Antrieb des Rückwärtsganges entgegengesetzt zum Abtrieb ist.
