WO2019101573A1 - Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein kraftfahrzeug, sowie kraftfahrzeug Download PDF

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WO2019101573A1
WO2019101573A1 PCT/EP2018/081041 EP2018081041W WO2019101573A1 WO 2019101573 A1 WO2019101573 A1 WO 2019101573A1 EP 2018081041 W EP2018081041 W EP 2018081041W WO 2019101573 A1 WO2019101573 A1 WO 2019101573A1
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WO
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switching element
housing
sun gear
ring gear
gear
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PCT/EP2018/081041
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Schilder
Klaus Riedl
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H2003/445—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion without permanent connection between the input and the set of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
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    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2041—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with four engaging means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • Multi-speed transmission in particular for a motor vehicle, and motor vehicle
  • the invention relates to a multistage transmission, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a
  • Motor vehicle in particular a motor vehicle, with such a multi-speed transmission.
  • the multistage transmission comprises a housing and a drive shaft, via which, for example, torques can be introduced into the multistage transmission.
  • the multi-stage transmission comprises an output shaft and a first planetary gear set arranged in the housing, which has a first sun gear, a first ring gear and a first planet carrier.
  • the multistage transmission comprises a second planetary gearset arranged in the housing, which has a second sun gear, a second ring gear and a second planet carrier.
  • the multi-stage transmission includes one in the housing
  • third planetary gear which has a permanently rotatably connected to the second sun gear third sun gear, a third ring gear and a permanent rotation with the output shaft connected third planet carrier.
  • the respective planet carrier is also referred to as a bridge.
  • the respective planetary gear set is also called, for example, a planetary gearset. In addition, this includes
  • Multi-speed transmission at least four switching elements, of which a first of the switching elements is adapted to set the second planetary carrier on the housing, that is, rotatably connected to the housing.
  • Object of the present invention is to provide a multi-speed transmission and a motor vehicle with such a multi-speed transmission, so that in particular
  • Patent claim 8 solved.
  • a second of the switching elements is adapted to fix the third sun gear on the housing.
  • a particularly advantageous ratio and / or a particularly advantageous switchability of the multi-speed transmission can be realized, at the same time the space requirements, the number of parts, the cost, weight and complexity of the multi-speed transmission can be kept in a very small frame.
  • the first planetary carrier is permanently connected to the third ring gear in a rotationally fixed manner, whereby a particularly advantageous ratio can be represented in a space-saving manner.
  • the invention is characterized in that the first sun gear is permanently connected in a rotationally fixed manner to the second ring gear, whereby a particularly advantageous operation can be realized.
  • the housing, the drive shaft, the output shaft, the respective sun gear, the respective ring gear and the respective planet carrier are, for example, respective components of the multi-speed transmission or are also referred to as components, for example, the respective sun gear, the respective ring gear and the respective
  • the means permanently rotating test are coupled together so that not about a switching or connecting element is provided by means of which the permanently rotationally fixed connection can be alternately or reversibly made and canceled again.
  • the first switching element between at least a first connection state and at least a first release state is switchable.
  • the first connection state corresponds to at least one first connection position of the first switching element, wherein, for example, the first release state corresponds to at least one first release position of the first switching element.
  • connection position and the first release position in particular relative to the housing and / or translationally, movable.
  • the second planetary carrier In the first connection state, the second planetary carrier is fixed to the housing by means of the first switching element, that is to say non-rotatably connected to the housing.
  • the rotatable connection between the second planet carrier and the housing produced in the first connection state can alternately or reversibly produced, released and restored, since the first switching element is switchable between the first connection state and the first release state.
  • the first switching element releases the second planet carrier for rotation relative to the housing, in particular about at least one axis of rotation.
  • the components and the drive shaft and the output shaft are, for example, in particular if they are not rotatably connected to the housing to at least one axis of rotation also referred to as the axis of rotation relative to the
  • Torques are introduced into the multi-stage transmission. However, if the first switching element is in the first release state, then the second
  • Planet carrier rotates relative to the housing about the main axis of rotation or the second planet carrier rotates relative to the housing about the main axis of rotation when the multi-stage transmission is driven, that is, when torques are introduced into the multi-stage transmission.
  • the second switching element between at least a second
  • connection state corresponds to at least one second connection position of the second switching element
  • second release state corresponds to at least one second release position of the second switching element.
  • the third sun gear is rotatably coupled to the housing by means of the second switching element, that is fixed to the housing, so that the third sun gear can not rotate around the main axis relative to the housing, especially when the multi-speed transmission is driven.
  • the second shift element releases the third sun gear for rotation relative to the housing, in particular about the main axis of rotation, so that in the second
  • the third sun gear is rotatable about the main axis relative to the housing or so that the third sun gear in the second
  • Release state in particular about the main axis of rotation, rotates relative to the housing when the multi-stage transmission is driven.
  • the previous and following statements on the first switching element and / or the second switching element are readily applicable to the other switching elements transferable, so that, for example by means of the respective switching element a respective rotationally fixed connection of at least one of the components and at least one other of the components alternately or reversibly manufactured and can be solved again.
  • the second switching element between the second connection position and the second
  • Release position in particular relative to the housing and / or translationally, movable.
  • the multi-speed transmission according to the invention for the formation of six switchable gears, in particular forward gears, trained, or the multi-stage transmission has, for example, at least six switchable and thus insertable and interpretable gears, especially forward driving gears, which are also referred to as forward gears.
  • Torques which are introduced via the drive shaft in the multi-speed transmission are also referred to as drive torques or drive torques.
  • the multi-stage transmission can provide torques resulting from the drive torques via the output shaft, so that the resulting from the drive torque Torques are discharged through the output shaft from the multistage transmission or are divertable.
  • the torques provided by the multistage transmission via the output shaft are also referred to as output torques or output torques.
  • the said gears of the multi-speed transmission in their respective translations differ from each other, by means of which the respective drive torques in the respective
  • Output torques are convertible or converted.
  • at least one of the translations is greater or less than one.
  • at least one of the translations is 1.
  • the translations of 0 are different.
  • the multistage transmission according to the invention is based on the coupled planetary gear sets, so that the power loss of the
  • Multi-speed transmission can be kept in a very small frame.
  • the multi-speed transmission according to the invention particularly advantageously offers the possibility of representing a hybrid and / or four-wheel functionality.
  • various electrical gears, so-called e-gears can be represented via a clever integration of at least one electric machine, whereby a further starting element can be dispensed with.
  • the multi-speed transmission according to the invention is suitable both for transverse and for longitudinal installation.
  • At least one of the switching elements can be designed as a form-locking switching element and thereby for example as a dog clutch, so that by means of the positive switching element, the rotationally fixed connection can be represented positively.
  • the positive-locking switching element can be provided with or without synchronization unit.
  • the use of such a positive switching element makes it possible to keep losses very low. Furthermore, particularly good gear efficiencies can be realized, and operation with only two open circuit elements is possible.
  • there is a particularly good integration possibility of the aforementioned electric machine on the drive shaft so that a so-called P1 hybrid and a so-called P2 hybrid can be advantageously represented.
  • the electric machine can be an electrical variation of the transmission ratio, that is an EVT (Electrically Variable Transmission) represent.
  • Planetary gear sets is designed as a double planetary gear set, which also as
  • Double planet is called. In other words, when using a
  • a third of the switching elements is adapted to rotatably connect the first sun gear with the output shaft. Since the previous and following statements on the first switching element and / or the second switching element can also be applied to the third switching element, the third is
  • Switching element for example, switchable between at least a third connection state and at least a third release state.
  • Connection state corresponds, for example, with at least a third
  • Release state corresponds to at least a third release position of the third switching element.
  • the switching element between the third release position and the third connection position, in particular relative to the housing and / or translationally movable.
  • the first sun gear is by means of the third
  • Switching element rotatably connected to the output shaft, so that the first sun gear is not rotatable about the main axis of rotation relative to the output shaft. If, for example, the multi-speed transmission is then driven, then the first sun gear and the output shaft simultaneously or as a block or together rotate relative to the housing, in particular about the main axis of rotation.
  • the third shift element releases the first sun gear for rotation relative to the output shaft, in particular about the main axis of rotation, so that, for example, when the multi-speed transmission
  • the drive shaft is permanently connected in a rotationally fixed manner with the first ring gear.
  • a fourth of the switching elements or the fourth switching element is adapted to rotatably connect the drive shaft with the first ring gear. Since the following and previous comments on the first switching element, the second
  • Switching element and / or to the third switching element and the fourth switching element are transferable, the fourth switching element, for example, between at least a fourth connection state and at least a fourth release state switchable.
  • the fourth connection state corresponds, for example, to a fourth one
  • Switching element corresponds.
  • the fourth switching element between the fourth connection position and the fourth release position, in particular relative to the housing and / or translationally, movable.
  • Multi-speed transmission is driven, rotate the output shaft and the first ring gear together or simultaneously relative to the housing, in particular around the main axis of rotation.
  • the fourth is
  • Planetary gear is associated with a Verblockungsschaltelement, by means of which at least two components of the first planetary gear set are interconnected.
  • the blocking switching element can be switched, for example, between at least one blocking state and at least one release state.
  • Blocking state corresponds, for example, with at least one
  • the Verblockungsschaltelement is, for example, between the Verblockungs ein and the release position, in particular relative to the housing and / or translationally, movable. In the locked state, the two are
  • Components of the first planetary gearset by means of the Verblockungsschaltelements rotates connected to each other, that is interlocked with each other, so that especially when the multi-stage transmission is driven, the interconnected components of the first planetary gear set simultaneously or together and thus as a block, in particular about the main axis of rotation, relatively rotate to the housing, that is to rotate around the main axis of rotation.
  • the interlock switching element releases the two components of the first planetary gear set for rotation relative to each other, in particular about the main axis of rotation, so that, for example, when the
  • the two interlockable components of the first planetary gear set rotate or rotate relative to each other, in particular about the main axis of rotation.
  • the previous and following statements on the respective switching element can also be transferred to the Verblockungsschaltelement and vice versa.
  • the Verblockungsschaltelement is designed as a form-locking Verblockungsschaltelement and in particular as a dog clutch.
  • the Verblockungsschaltelement as frictional Verblockungsschaltelement
  • Multi-stage transmission has a fifth switching element, by means of which the first sun gear rotationally fixed to the drive shaft is connectable. Since the previous and following statements on the first switching element, the second switching element, the third switching element and / or the fourth switching element to the fifth switching element are transferable and vice versa, for example, the fifth switching element between at least a fifth connection state and at least a fifth
  • the fifth connection state corresponds, for example, to at least one fifth connection position of the fifth
  • the fifth release state corresponds to at least a fifth release position of the fifth switching element.
  • the fifth switching element between the fifth release position and the fifth connection position in particular translationally and / or relative to the
  • the first sun gear is rotatably connected to the drive shaft by means of the fifth shift element, so that in particular when the multi-speed transmission is driven, the first sun gear can rotate together with the drive shaft, in particular about the main axis of rotation relative to the housing or rotates ,
  • the fifth shift element releases the first sun gear for rotation relative to the drive shaft, particularly about the main rotational axis, so that, for example, when the multi-speed transmission is driven, in the fifth release state, the first sun gear relative to the drive shaft can rotate or rotate, especially when the multi-speed transmission is driven.
  • an electrical machine whose rotor is permanently connected in a rotationally fixed manner to the first ring gear.
  • the electric machine can be operated, for example, in a motor operation and thus as an electric motor.
  • the electric machine outputs via its rotor a torque acting as a drive torque, which is transmitted from the rotor to the first ring gear and thus via the first ring gear in the
  • Multi-speed transmission or in the first planetary gear set is initiated.
  • Generator operation and thus can be operated as a generator.
  • the electric machine receives torques via its rotor, so that, for example, in the generator mode, a gearset provided by the first planetary gear via the first ring gear is transmitted to the rotor and thus introduced into the electric machine.
  • the electric machine or its rotor is driven by the first ring gear.
  • the invention also includes a motor vehicle which has at least one multistage transmission according to the invention.
  • the motor vehicle is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, wherein at least one wheel or at least two wheels of the motor vehicle can be driven via the multistage transmission.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Multi-stage transmission according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the multistage transmission according to a second embodiment
  • Fig. 3 is a schematic representation of the multi-speed transmission according to a third embodiment.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a multi-speed transmission 10 for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car.
  • the multistage transmission 10 is, for example, part of a drive train, by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the drive train comprises, for example, a drive unit 12, which is shown particularly schematically in FIG. 1 and which is designed, for example, as an internal combustion engine, in particular as a reciprocating internal combustion engine.
  • the drive unit 12 comprises an output shaft, not shown in FIG. 1, which is designed, for example, as a crankshaft. Via the output shaft, the drive unit 12 can provide torques by means of which the multistage transmission 10 can be driven.
  • the torques for driving the multi-speed transmission 10 are also called
  • the multistage transmission 10 comprises a housing 16 shown particularly schematically in FIG. 1 as well as a first planetary gear set 18 arranged in the housing 16, which has a first sun gear 20, a first ring gear 22 and a first planet carrier 24. Furthermore, the first planetary gear set 18 includes at least a first
  • Planet carrier 24 is stored.
  • the planet gear 26 meshes on the one hand with the sun gear 20 and on the other hand with the ring gear 22nd
  • the multistage transmission 10 further comprises a planetary gear set 28 arranged in the housing 16, which has a second sun gear 30, a second ring gear 32 and a second planet carrier 34, which is also referred to as a second web.
  • the second planetary gear set 28 includes at least a second planetary gear 36, which meshes on the one hand with the sun gear 30 and on the other hand with the ring gear 32 and is rotatably mounted on the second web (second planet carrier 34).
  • the multistage transmission 10 comprises a third planetary gear set 38, which is arranged in the housing 16 and has a third sun gear 40, a third ring gear 42 and a third planet carrier 44, also referred to as a third web.
  • the third planetary gear 38 includes at least a third planetary gear 46, which meshes on the one hand with the sun gear 40 and on the other hand with the ring gear 42 and is rotatably mounted on the third web.
  • the planetary gear sets 18, 28 and 38 are formed asBlueplanetenrad accounts, which are also referred to asBlueplaneten.
  • the planetary gear set 28 in the axial direction of the multi-speed transmission 10 is at least partially disposed between the planetary gear sets 18 and 38.
  • the multi-speed transmission 10 has a drive shaft 48, which also as
  • the drive torques provided by the drive unit 12, for example, can be transmitted to the drive shaft 48, in particular by the output shaft of the drive unit 12, and thus introduced into the multistage transmission 10 via the drive shaft 48, whereby the multistage transmission 10 can be driven.
  • the drive shaft 48 is in this case, in principle, rotatable relative to the housing 16 via a rotation axis 50, also referred to as the main axis of rotation, or becomes relative to the axis of rotation 50 rotated to the housing 16 when the multi-stage transmission 10 is driven, that is, when the respective drive torque is introduced into the multi-stage transmission 10.
  • the multi-speed transmission 10 further includes an output shaft 52 which is rotatable or rotated about the rotation axis 50 relative to the housing 16, for example, particularly when the multi-speed transmission 10 is driven.
  • the multi-step transmission 10 can via the output shaft 52 from the respective
  • Drive torque resulting and also referred to as output torques or output torques provide torques, so that, for example, the motor vehicle or at least one wheel of the motor vehicle by means of the respective
  • Output torque is driven or can be driven.
  • An arrow 54 in FIG. 1 illustrates the respective output torque.
  • the third sun gear 40 is permanently connected rotationally fixed to the second sun gear 30.
  • the third planet carrier 44 is permanently connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 52.
  • the multi-stage transmission 10 includes a first switching element 56 which is adapted to fix the second planetary carrier 34 on the housing 16, that is, rotatably connected to the housing 16 or to couple.
  • the multi-stage transmission 10 comprises a second switching element 58, which is designed to fix the third sun gear 40 to the housing 16.
  • the third sun gear 40 by means of the switching element 58 rotatably coupled to the housing 16. Since the sun gears 30 and 40 are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner, the second sun gear 30 can also be connected by means of the
  • Switching element 58 in particular reversible, are rotatably connected to the housing 16.
  • the multi-speed transmission 10 also has a third
  • the multistage transmission 10 comprises a fourth shifting element 62, which is designed to connect the drive shaft 48 in a torque-proof manner to the first ring gear 22.
  • the multi-speed transmission 10 further comprises a Verblockungsschaltelement 64, by means of which the ring gear 22 as a first component of the planetary gear set 18 with the sun gear 20 as a second
  • Component of the planetary gear set 18 is blockable.
  • the sun gear 20, the ring gear 22 and the planet carrier 24 are components of
  • Planetary gear set 18 wherein in the first embodiment, the sun gear 20 and the ring gear 22 by means of the Verblockungsschaltelements 64 rotatably connected to each other and thereby can be locked together. It also acts
  • Verblockungsschaltelement 64 as a fifth switching element 66 and the Verblockungsschaltelement 64 is a fifth switching element 66, by means of which, in particular via the switching element 62, the sun gear 20 rotatably with the
  • Drive shaft 48 can be connected.
  • the multi-stage transmission 10 further includes an electric machine 68 having a stator 70 and a rotor 72.
  • the rotor 72 can be driven by means of the stator 70 and can thus be rotated about the axis of rotation 50, in particular relative to the housing 16.
  • the stator 70 drives the rotor 72 in a motor operation of the electric machine 68, which in the
  • Motor operation is operated as an electric motor.
  • at least one wheel or the motor vehicle as a whole is electrically drivable by means of the electric machine 68.
  • the rotor 72 is permanently rotatably connected to the first ring gear 22, so that, for example, as
  • the multi-stage transmission 10 has a P2 hybrid structure for realizing a so-called P2 hybrid, so that, for example, the
  • the output shaft of the drive unit 12 can be decoupled from the drive shaft 48, which is also referred to as an input shaft or transmission input shaft.
  • the drive shaft 48 can be driven by the output shaft of the drive unit 12 via a coupling device, not shown in FIG. 1, which can be switched between a coupling state and a decoupling state.
  • the coupling state for example, the output shaft of the drive unit 12 with the
  • the coupling device is provided, for example, in addition to the switching element 62, or the switching element 62 is the aforementioned coupling device. If the switching element 62 is opened, then the drive shaft 48 is not driven by the electric machine 68, for example, in a purely electric drive, so that the
  • Output shaft of the drive unit 12 is not driven in a purely electric drive.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the multi-speed transmission 10. The second
  • the embodiment differs from the first embodiment
  • the drive shaft 48 is permanently connected non-rotatably to the first ring gear 22.
  • the multi-speed transmission 10 in particular exactly, five switching elements.
  • a first of the five switching elements is the switching element 56
  • a second of the five switching elements is the switching element 58
  • a third of the five switching elements is the switching element 60
  • Switching elements is the switching element 62 and the fifth switching element is formed by the switching element 66 and by the Verblockungsschaltelement 64.
  • the multi-stage transmission 10 in the second embodiment has four, in particular exactly four, switching elements.
  • a first of the four switching elements is the switching element 56
  • a second of the four switching elements is the switching element 58
  • a third of the four switching elements is the switching element 60.
  • the fourth switching element of the second embodiment is formed by the switching element 66 and by the Verblockungsschaltelement 64.
  • the first sun gear 20 rotatably connected to the drive shaft 48 and the sun gear 20 and the ring gear 22 by means of the switching element 66 or by means of Verblockungsschaltelements 64 rotatably connected to each other, so that the Verblockungsschaltelement 64 the fourth of four switching elements is.
  • FIG. 3 shows a third embodiment, in particular as an alternative to the P2 hybrids described with reference to FIG.
  • the third embodiment in particular precisely, five switching elements, wherein the third embodiment is particularly characterized in that although the fifth switching element 66 is provided by means of which the drive shaft 48 rotatably connected to the sun gear 20, and that also fourth switching elements 62 is provided, which is adapted to rotatably connect the drive shaft 48 with the first ring gear 22, but that only a whole of the switching element 66 and the fourth
  • Switching element 62 act as the Verblockungsschaltelement 64. Also, the third embodiment thus has a Verblockungsschaltelement 64, which in turn has the fourth switching element 62 and the fifth switching element 66.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe (10), mit einem Gehäuse (16), mit einer Antriebswelle (48), mit einer Abtriebswelle (52), mit einem in dem Gehäuse (16) angeordneten ersten Planetenradsatz (18), welcher ein erstes Sonnenrad (20), ein erstes Hohlrad (22) und einen ersten Planetenträger (24) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (16) angeordneten zweite Planetenradsatz (28), welcher ein zweites Sonnenrad (30), ein zweites Hohlrad (32) und einen zweiten Planetenträger (34) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (16) angeordneten dritten Planetenradsatz (38), welcher ein permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (30) verbundenes drittes Sonnenrad (40), ein drittes Hohlrad (42) und einen permanent drehfest mit der Abtriebswelle (52) verbundenen dritten Planetenträger (44) aufweist, und mit wenigstens vier Schaltelementen (56, 58, 60, 62, 64, 66), von welchen ein erstes der Schaltelemente (56, 58, 60, 62, 64, 66) dazu ausgebildet ist, den zweiten Planetenträger (34) an dem Gehäuse (16) festzulegen, wobei ein zweites der Schaltelemente (56, 58, 60, 62, 64, 66) dazu ausgebildet ist, das dritte Sonnenrad (40) an dem Gehäuse (16) festzulegen.

Description

Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein
Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einem solchen Mehrstufengetriebe.
Ein solches Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 201 1 006 940 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Mehrstufengetriebe umfasst ein Gehäuse und eine Antriebswelle, über welche beispielsweise Drehmomente in das Mehrstufengetriebe eingeleitet werden können. Außerdem umfasst das Mehrstufengetriebe eine Abtriebswelle sowie einen in dem Gehäuse angeordneten ersten Planetenradsatz, welcher ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und einen ersten Planetenträger aufweist. Des Weiteren umfasst das Mehrstufengetriebe einen in dem Gehäuse angeordneten zweiten Planetenradsatz, welcher ein zweites Sonnenrad, ein zweites Hohlrad und einen zweiten Planetenträger aufweist. Außerdem umfasst das Mehrstufengetriebe einen in dem Gehäuse
angeordneten dritten Planetenradsatz, welcher ein permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbundenes drittes Sonnenrad, ein drittes Hohlrad und einen permanent drehfest mit der Abtriebswelle verbundenen dritten Planetenträger aufweist. Der jeweilige Planetenträger wird auch als Steg bezeichnet. Der jeweilige Planetenradsatz wird beispielsweise auch als Planetensatz bezeichnet. Außerdem umfasst das
Mehrstufengetriebe wenigstens vier Schaltelemente, von welchen ein erstes der Schaltelemente dazu ausgebildet ist, den zweiten Planetenträger an dem Gehäuse festzulegen, das heißt drehfest mit dem Gehäuse zu verbinden.
Ferner sind aus der DE 1 505 723, der DE 10 2005 005 033 A1 und der US 2006 0068 966 A1 Mehrstufengetriebe mit den oben genannten Merkmalen bekannt, wobei darüber hinaus ein zweites der Schaltelemente dazu ausgebildet ist, das dritte Sonnenrad an dem Gehäuse festzulegen und der erste Planetenträger permanent drehtest mit dem dritten Hohlrad verbunden ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrstufengetriebe und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Mehrstufengetriebe zu schaffen, sodass auf besonders
bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Mehrstufengetriebe mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art darzustellen, wird davon ausgegangen, dass ein zweites der Schaltelemente dazu ausgebildet ist, das dritte Sonnenrad an dem Gehäuse festzulegen. Auf diese Weise kann eine besonders vorteilhafte Übersetzung und/oder eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes realisiert werden, wobei gleichzeitig der Bauraumbedarf, die Teileanzahl, die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Mehrstufengetriebes in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können.
Auf bekannte Weise ist dabei der erste Planetenträger permanent drehfest mit dem dritten Hohlrad verbunden, wodurch auf bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Übersetzung dargestellt werden kann.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Sonnenrad permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, wodurch sich ein besonders vorteilhafter Betrieb realisieren lässt.
Das Gehäuse, die Antriebswelle, die Abtriebswelle, das jeweilige Sonnenrad, das jeweilige Hohlrad und der jeweilige Planetenträger sind beispielsweise jeweilige Bauteile des Mehrstufengetriebes beziehungsweise werden auch als Bauteile bezeichnet, wobei beispielsweise das jeweilige Sonnenrad, das jeweilige Hohlrad und der jeweilige
Planetenträger jeweilige Bauelemente der jeweiligen Planeten radsätze sind
beziehungsweise auch als Bauelemente der jeweiligen Planetenradsätze bezeichnet werden. Unter einer permanent drehfesten Verbindung eines der Bauteile mit wenigstens einem anderen der Bauteile ist insbesondere im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass die jeweiligen permanent drehfest miteinander verbundenen Bauteile stets, das heißt permanent drehtest, miteinander gekoppelt sind, sodass nicht etwa ein Schalt beziehungsweise Verbindungselement vorgesehen ist, mittels welchem die permanent drehfeste Verbindung abwechselnd beziehungsweise reversibel hergestellt und wieder aufgehoben werden kann. Im Gegensatz dazu ist beispielsweise das erste Schaltelement zwischen wenigstens einem ersten Verbindungszustand und wenigstens einem ersten Freigabezustand umschaltbar. Insbesondere korrespondiert beispielsweise der erste Verbindungszustand mit wenigstens einer ersten Verbindungsstellung des ersten Schaltelements, wobei beispielsweise der erste Freigabezustand mit wenigstens einer ersten Freigabestellung des ersten Schaltelements korrespondiert.
Dabei ist beispielsweise das erste Schaltelement zwischen der ersten
Verbindungsstellung und der ersten Freigabestellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, bewegbar. In dem ersten Verbindungszustand ist der zweite Planetenträger mittels des ersten Schaltelements an dem Gehäuse festgelegt, das heißt drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Im Gegensatz zu einer permanent drehfesten Verbindung kann die in dem ersten Verbindungszustand hergestellte drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Planetenträger und dem Gehäuse abwechselnd beziehungsweise reversibel hergestellt, gelöst und wieder hergestellt werden, da das erste Schaltelement zwischen dem ersten Verbindungszustand und dem ersten Freigabezustand umschaltbar ist. In dem ersten Freigabezustand gibt das erste Schaltelement den zweiten Planetenträger für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um wenigstens eine Drehachse, frei.
Die Bauelemente sowie die Antriebswelle und die Abtriebswelle sind beispielsweise insbesondere dann, wenn sie nicht drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind, um wenigstens eine auch als Hauptdrehachse bezeichnete Drehachse relativ zu dem
Gehäuse drehbar. Befindet sich somit das erste Schaltelement in dem ersten
Verbindungszustand, so kann sich der zweite Planetenträger nicht um die
Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehen, insbesondere auch dann nicht, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird, das heißt wenn über die Antriebswelle
Drehmomente in das Mehrstufengetriebe eingeleitet werden. Befindet sich jedoch das erste Schaltelement in dem ersten Freigabezustand, so kann sich der zweite
Planetenträger relativ zu dem Gehäuse um die Hauptdrehachse drehen beziehungsweise der zweite Planetenträger dreht sich relativ zu dem Gehäuse um die Hauptdrehachse, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird, das heißt wenn Drehmomente in das Mehrstufengetriebe eingeleitet werden. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Schaltelement sind
entsprechend auch auf das zweite Schaltelement übertragbar und umgekehrt. Somit ist beispielsweise das zweite Schaltelement zwischen wenigstens einem zweiten
Verbindungszustand und wenigstens einem zweiten Freigabezustand umschaltbar. Insbesondere korrespondiert beispielsweise der zweite Verbindungszustand mit wenigstens einer zweiten Verbindungsstellung des zweiten Schaltelements, wobei beispielsweise der zweite Freigabezustand mit wenigstens einer zweiten Freigabestellung des zweiten Schaltelements korrespondiert. In dem zweiten Verbindungszustand ist das dritte Sonnenrad mittels des zweiten Schaltelements drehfest mit dem Gehäuse gekoppelt, das heißt an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das dritte Sonnenrad insbesondere auch dann nicht um die Hauptachse relativ zu dem Gehäuse drehen kann, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird. In dem zweiten Freigabezustand jedoch gibt das zweite Schaltelement das dritte Sonnenrad für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass in dem zweiten
Freigabezustand das dritte Sonnenrad um die Hauptachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist beziehungsweise sodass sich das dritte Sonnenrad in dem zweiten
Freigabezustand, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse dreht, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird. Die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Schaltelement und/oder dem zweiten Schaltelement sind ohne Weiteres auch auf die übrigen Schaltelemente entsprechend übertragbar, sodass beispielsweise mittels des jeweiligen Schaltelements eine jeweilige drehfeste Verbindung wenigstens eines der Bauteile und wenigstens einem anderen der Bauteile abwechselnd beziehungsweise reversibel hergestellt und wieder gelöst werden kann. Dabei ist beispielsweise das zweite Schaltelement zwischen der zweiten Verbindungsstellung und der zweiten
Freigabestellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, bewegbar.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe zur Bildung von sechs schaltbaren Gängen, insbesondere Vorwärtsgängen, ausgebildet, beziehungsweise das Mehrstufengetriebe weist beispielsweise wenigstens sechs schaltbare und somit einlegbare und auslegbare Gänge, insbesondere Vorwärtsfahrgänge, auf, welche auch als Vorwärtsgänge bezeichnet werden.
Drehmomente, welche über die Antriebswelle in das Mehrstufengetriebe eingeleitet werden, werden auch als Antriebsdrehmomente oder Antriebsmomente bezeichnet. Das Mehrstufengetriebe kann aus den Antriebsmomenten resultierende Drehmomente über die Abtriebswelle bereitstellen, sodass die aus den Antriebsmomenten resultierenden Drehmomente über die Abtriebswelle aus dem Mehrstufengetriebe ausgeleitet werden beziehungsweise ausleitbar sind. Die Drehmomente, die von dem Mehrstufengetriebe über die Abtriebswelle bereitgestellt werden, werden auch als Abtriebsdrehmomente oder Abtriebsmomente bezeichnet. Insbesondere unterscheiden sich beispielsweise die genannten Gänge des Mehrstufengetriebes in ihren jeweiligen Übersetzungen voneinander, mittels welchen die jeweiligen Antriebsmomente in die jeweiligen
Abtriebsmomente umwandelbar sind beziehungsweise umgewandelt werden. Zumindest eine der Übersetzungen ist beispielsweise größer oder kleiner als 1 . Ferner ist es denkbar, dass wenigstens eine der Übersetzungen 1 beträgt. Vorzugsweise sind die Übersetzungen von 0 unterschiedlich.
Insgesamt ist erkennbar, dass das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe auf den gekoppelten Planetenradsätzen basiert, sodass die Verlustleistung des
Mehrstufengetriebes in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann.
Dadurch kann ein besonders effizienter und somit energieverbrauchsarmer Betrieb dargestellt werden. Zur Realisierung der genannten sechs Gänge, insbesondere
Vorwärtsgänge, reichen die drei vorzugsweise als Einfachplanetenradsätze ausgebildeten Planetenradsätze und die vier Schaltelemente aus, sodass das Mehrstufengetriebe vorzugsweise genau drei Planeten radsätze in Form der genannten Planeten radsätze und genau vier Schaltelemente in Form der genannten vier Schaltelemente aufweist. Ferner bietet das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe besonders vorteilhaft die Möglichkeit, eine Hybrid- und/oder Allradfunktionalität darzustellen. Außerdem können über eine geschickte Integration wenigstens einer elektrischen Maschine diverse elektrische Gänge, sogenannte E-Gänge, dargestellt werden, wodurch ein weiteres Anfahrelement entfallen kann. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Mehrstufengetriebe sowohl für den Quer- als auch für den Längseinbau geeignet. Mindestens eines der Schaltelemente kann als formschlüssiges Schaltelement und dabei beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildet werden, sodass mittels des formschlüssigen Schaltelements die drehfeste Verbindung formschlüssig dargestellt werden kann. Dabei kann das formschlüssige Schaltelement mit oder ohne Synchronisiereinheit vorgesehen sein. Die Verwendung eines solchen formschlüssigen Schaltelements ermöglicht es, Verluste besonders gering halten zu können. Ferner können besonders gute Verzahnungswirkungsgrade realisiert werden, und ein Betrieb mit nur zwei offenen Schaltelementen ist möglich. Besonders vorteilhafterweise besteht eine besonders gute Integrationsmöglichkeit der zuvor genannten elektrischen Maschine an der Antriebswelle, sodass ein sogenannter P1 - Hybrid sowie ein sogenannter P2-Hybrid vorteilhaft darstellbar sind. Durch die Integration der elektrischen Maschine lässt sich eine elektrische Variation der Übersetzung des Getriebes, das heißt eine EVT (Electrically Variable Transmission) darstellen.
Bei einer äquivalenten Lösung kann vorgesehen sein, dass zumindest einer der
Planetenradsätze als Doppelplanetenradsatz ausgebildet ist, welcher auch als
Doppelplanet bezeichnet wird. Mit anderen Worten, bei Einsatz eines
Doppelplanetenradsatzes anstelle eines Einfachplanetenradsatzes und gleichzeitigem Tausch von Planetenträger- und Hohlradanbindung dieses Planetenradsatzes entsteht eine äquivalente Struktur.
Um eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein drittes der Schaltelemente dazu ausgebildet ist, das erste Sonnenrad drehfest mit der Abtriebswelle zu verbinden. Da die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Schaltelement und/oder zum zweiten Schaltelement auch auf das dritte Schaltelement übertragbar sind, ist das dritte
Schaltelement beispielsweise zwischen wenigstens einem dritten Verbindungszustand und wenigstens einem dritten Freigabezustand umschaltbar. Der dritte
Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer dritten
Verbindungsstellung des dritten Schaltelements, wobei beispielsweise der dritte
Freigabezustand mit wenigstens einer dritten Freigabestellung des dritten Schaltelements korrespondiert. Dabei ist das Schaltelement zwischen der dritten Freigabestellung und der dritten Verbindungsstellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch bewegbar.
In dem dritten Verbindungszustand ist das erste Sonnenrad mittels des dritten
Schaltelements drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, sodass das erste Sonnenrad nicht um die Hauptdrehachse relativ zu der Abtriebswelle drehbar ist. Wird beispielsweise dann das Mehrstufengetriebe angetrieben, so drehen sich das erste Sonnenrad und die Abtriebswelle gleichzeitig beziehungsweise als Block oder gemeinsam relativ zu dem Gehäuse, insbesondere um die Hauptdrehachse.
In dem dritten Freigabezustand jedoch gibt das dritte Schaltelement das erste Sonnenrad für eine Drehung relativ zu der Abtriebswelle, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann, wenn das Mehrstufengetriebe
angetrieben wird, das erste Sonnenrad relativ zu der Abtriebswelle, insbesondere um die Hauptdrehachse, dreht beziehungsweise drehen kann. Um den Bauraumbedarf, das Gewicht, die Kosten und die Komplexität besonders gering halten und dabei gleichzeitig einen besonders vorteilhaften Betrieb realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebswelle permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad verbunden ist.
Alternativ ist es zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Schaltbarkeit vorgesehen, dass ein viertes der Schaltelemente beziehungsweise das vierte Schaltelement dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Hohlrad zu verbinden. Da die folgenden und vorigen Ausführungen zum ersten Schaltelement, zum zweiten
Schaltelement und/oder zum dritten Schaltelement auch auf das vierte Schaltelement übertragbar sind, ist das vierte Schaltelement beispielsweise zwischen wenigstens einem vierten Verbindungszustand und wenigstens einem vierten Freigabezustand umschaltbar. Der vierte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit einer vierten
Verbindungsstellung des vierten Schaltelements, wobei beispielsweise der vierte
Freigabezustand mit wenigstens einer vierten Freigabestellung des vierten
Schaltelements korrespondiert. Dabei ist beispielsweise das vierte Schaltelement zwischen der vierten Verbindungsstellung und der vierten Freigabestellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, bewegbar. In dem vierten
Verbindungszustand ist die Abtriebswelle mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem ersten Hohlrad verbunden, sodass beispielsweise dann, wenn das
Mehrstufengetriebe angetrieben wird, sich die Abtriebswelle und das erste Hohlrad gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig relativ zu dem Gehäuse drehen, insbesondere um die Hauptdrehachse. In dem vierten Freigabezustand jedoch gibt das vierte
Schaltelement die Antriebswelle für eine Drehung relativ zu dem ersten Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird, die Antriebswelle, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem ersten Hohlrad drehen kann beziehungsweise dreht.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass dem ersten
Planetenradsatz ein Verblockungsschaltelement zugeordnet ist, mittels welchem wenigstens zwei Bauelemente des ersten Planeten radsatzes miteinander verblockbar sind. Das Verblockungsschaltelement ist beispielsweise zwischen wenigstens einem Verblockungszustand und wenigstens einem Lösezustand umschaltbar. Der
Verblockungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer
Verblockungsstellung des Verblockungsschaltelements, wobei beispielsweise der Lösezustand mit wenigstens einer Lösestellung des Verblockungsschaltelements korrespondiert. Das Verblockungsschaltelement ist dabei beispielsweise zwischen der Verblockungsstellung und der Lösestellung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/oder translatorisch, bewegbar. In dem Verblockungszustand sind die zwei
Bauelemente des ersten Planeten radsatzes mittels des Verblockungsschaltelements drehtest miteinander verbunden, das heißt miteinander verblockt, sodass sich insbesondere dann, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird, die miteinander verblockten Bauelemente des ersten Planeten radsatzes gleichzeitig beziehungsweise gemeinsam und somit als Block, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse drehen, das heißt um die Hauptdrehachse umlaufen.
In dem Lösezustand jedoch gibt das Verblockungsschaltelement die zwei Bauelemente des ersten Planetenradsatzes für eine Drehung relativ zueinander, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann, wenn das
Mehrstufengetriebe angetrieben wird, die zwei miteinander verblockbaren Bauelemente des ersten Planetenradsatzes relativ zueinander drehen beziehungsweise drehen können, insbesondere um die Hauptdrehachse. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem jeweiligen Schaltelement können auch auf das Verblockungsschaltelement übertragen werden und umgekehrt. Somit ist es beispielsweise denkbar, dass das Verblockungsschaltelement als formschlüssiges Verblockungsschaltelement und insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das Verblockungsschaltelement als reibschlüssiges Verblockungsschaltelement
beziehungsweise Schaltelement ausgebildet ist, sodass die drehfeste Verbindung dann beispielsweise reibschlüssig darstellbar beziehungsweise dargestellt ist.
Um eine besonders vorteilhafte Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes darstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das
Mehrstufengetriebe ein fünftes Schaltelement aufweist, mittels welchem das erste Sonnenrad drehfest mit der Antriebswelle verbindbar ist. Da die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Schaltelement, zum zweiten Schaltelement, zum dritten Schaltelement und/oder zum vierten Schaltelement auch auf das fünfte Schaltelement übertragbar sind und umgekehrt, ist beispielsweise das fünfte Schaltelement zwischen wenigstens einem fünften Verbindungszustand und wenigstens einem fünften
Freigabezustand umschaltbar. Der fünfte Verbindungszustand korrespondiert beispielsweise mit wenigstens einer fünften Verbindungsstellung des fünften
Schaltelements, wobei der fünfte Freigabezustand beispielsweise mit wenigstens einer fünften Freigabestellung des fünften Schaltelements korrespondiert. Dabei ist beispielsweise das fünfte Schaltelement zwischen der fünften Freigabestellung und der fünften Verbindungsstellung, insbesondere translatorisch und/oder relativ zu dem
Gehäuse, bewegbar. In dem fünften Verbindungszustand ist das erste Sonnenrad mittels des fünften Schaltelements drehfest mit der Antriebswelle verbunden, sodass sich insbesondere dann, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird, das erste Sonnenrad gemeinsam mit der Antriebswelle, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse drehen kann beziehungsweise dreht. In dem fünften Freigabezustand jedoch gibt das fünfte Schaltelement das erste Sonnenrad für eine Drehung relativ zu der Antriebswelle, insbesondere um die Hauptdrehachse, frei, sodass sich beispielsweise insbesondere dann, wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird, in dem fünften Freigabezustand das erste Sonnenrad relativ zu der Antriebswelle drehen kann beziehungsweise dreht, insbesondere wenn das Mehrstufengetriebe angetrieben wird.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine elektrische Maschine vorgesehen ist, deren Rotor permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad verbunden ist. Die elektrische Maschine kann beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden. In dem Motorbetrieb gibt die elektrische Maschine über ihren Rotor ein als Antriebsmoment fungierendes Drehmoment ab, welches von dem Rotor auf das erste Hohlrad übertragen und somit über das erste Hohlrad in das
Mehrstufengetriebe beziehungsweise in den ersten Planeten radsatz eingeleitet wird.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem
Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb nimmt die elektrische Maschine über ihren Rotor Drehmomente auf, sodass beispielsweise in dem Generatorbetrieb ein von dem ersten Planeten radsatz über das erste Hohlrad bereitgestelltes Drehmoment auf den Rotor übertragen und somit in die elektrische Maschine eingeleitet wird. Hierdurch wird die elektrische Maschine beziehungsweise deren Rotor von dem ersten Hohlrad angetrieben.
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens ein erfindungsgemäßes Mehrstufengetriebe aufweist. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet, wobei über das Mehrstufengetriebe wenigstens ein Rad oder wenigstens zwei Räder des Kraftfahrzeugs antreibbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Mehrstufengetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Mehrstufengetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Mehrstufengetriebes gemäß einer dritten Ausführungsform.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Mehrstufengetriebes 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Das Mehrstufengetriebe 10 ist beispielsweise Bestandteil eines Antriebsstrangs, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Der Antriebsstrang umfasst beispielsweise eine in Fig. 1 besonders schematisch dargestellte Antriebseinheit 12, welche beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungsmaschine, ausgebildet ist. Die Antriebseinheit 12 umfasst eine in Fig. 1 nicht dargestellte Abtriebswelle, welche beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildet ist. Über die Abtriebswelle kann die Antriebseinheit 12 Drehmomente bereitstellen, mittels welchen das Mehrstufengetriebe 10 angetrieben werden kann. Die Drehmomente zum Antreiben des Mehrstufengetriebes 10 werden auch als
Antriebsdrehmomente oder Antriebsmomente bezeichnet, wobei beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels der von der Antriebseinheit 12 bereitgestellten Antriebsmomente angetrieben werden kann. Ein solches Antriebsmoment ist in Fig. 1 beispielsweise durch einen Pfeil 14 veranschaulicht. Das Mehrstufengetriebe 10 umfasst ein in Fig. 1 besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 16 sowie einen in dem Gehäuse 16 angeordneten ersten Planetenradsatz 18, welcher ein erstes Sonnenrad 20, ein erstes Hohlrad 22 und einen ersten Planetenträger 24 aufweist. Ferner umfasst der erste Planetenradsatz 18 wenigstens ein erstes
Planetenrad 26, welches drehbar an dem auch als erster Steg bezeichneten
Planetenträger 24 gelagert ist. Das Planetenrad 26 kämmt dabei einerseits mit dem Sonnenrad 20 und andererseits mit dem Hohlrad 22.
Das Mehrstufengetriebe 10 umfasst ferner einen in dem Gehäuse 16 angeordneten Planetenradsatz 28, welcher ein zweites Sonnenrad 30, ein zweites Hohlrad 32 und einen auch als zweiter Steg bezeichneten zweiten Planetenträger 34 aufweist. Außerdem umfasst der zweite Planeten radsatz 28 wenigstens ein zweites Planetenrad 36, welches einerseits mit dem Sonnenrad 30 und andererseits mit dem Hohlrad 32 kämmt und drehbar an dem zweiten Steg (zweiter Planetenträger 34) gelagert ist. Des Weiteren umfasst das Mehrstufengetriebe 10 einen in dem Gehäuse 16 angeordneten dritten Planetenradsatz 38, welcher ein drittes Sonnenrad 40, ein drittes Hohlrad 42 und einen auch als dritter Steg bezeichneten dritten Planetenträger 44 aufweist. Außerdem umfasst der dritte Planetenradsatz 38 wenigstens ein drittes Planetenrad 46, welches einerseits mit dem Sonnenrad 40 und andererseits mit dem Hohlrad 42 kämmt und drehbar an dem dritten Steg gelagert ist. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten ersten Ausführungsform sind die Planetenradsätze 18, 28 und 38 als Einfachplanetenradsätze ausgebildet, welche auch als Einfachplaneten bezeichnet werden. Außerdem sind die Planeten radsätze 18,
28 und 38 in axialer Richtung des Mehrstufengetriebes 10 hintereinander
beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet und dabei koaxial zueinander angeordnet. Dabei ist beispielsweise der Planeten radsatz 28 in axialer Richtung des Mehrstufengetriebes 10 zumindest teilweise zwischen den Planetenradsätzen 18 und 38 angeordnet.
Das Mehrstufengetriebe 10 weist eine Antriebswelle 48 auf, welche auch als
Eingangswelle oder Getriebeeingangswelle bezeichnet wird. Die beispielsweise von der Antriebseinheit 12 bereitgestellten Antriebsmomente können, insbesondere von der Abtriebswelle der Antriebseinheit 12, auf die Antriebswelle 48 übertragen und somit über die Antriebswelle 48 in das Mehrstufengetriebe 10 eingeleitet werden, wodurch das Mehrstufengetriebe 10 angetrieben werden kann. Die Antriebswelle 48 ist dabei beispielsweise grundsätzlich über eine auch als Hauptdrehachse bezeichnete Drehachse 50 relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar beziehungsweise wird um die Drehachse 50 relativ zu dem Gehäuse 16 gedreht, wenn das Mehrstufengetriebe 10 angetrieben wird, das heißt wenn das jeweilige Antriebsmoment in das Mehrstufengetriebe 10 eingeleitet wird.
Das Mehrstufengetriebe 10 umfasst ferner eine Abtriebswelle 52, welche beispielsweise um die Drehachse 50 relativ zu dem Gehäuse 16 drehbar ist beziehungsweise gedreht wird, insbesondere dann, wenn das Mehrstufengetriebe 10 angetrieben wird.
Das Mehrstufengetriebe 10 kann über die Abtriebswelle 52 aus dem jeweiligen
Antriebsmoment resultierende und auch als Abtriebsmomente oder Abtriebsdrehmomente bezeichnete Drehmomente bereitstellen, sodass beispielsweise das Kraftfahrzeug beziehungsweise wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs mittels des jeweiligen
Abtriebsmoments angetrieben wird beziehungsweise angetrieben werden kann. Dabei veranschaulicht in Fig. 1 ein Pfeil 54 das jeweilige Abtriebsmoment.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass das dritte Sonnenrad 40 permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 30 verbunden ist. Außerdem ist der dritte Planetenträger 44 permanent drehfest mit der Abtriebswelle 52 verbunden. Darüber hinaus umfasst das Mehrstufengetriebe 10 ein erstes Schaltelement 56, welches dazu ausgebildet ist, den zweiten Planetenträger 34 an dem Gehäuse 16 festzulegen, das heißt drehfest mit dem Gehäuse 16 zu verbinden beziehungsweise zu koppeln.
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders vorteilhaften Betrieb zu realisieren, umfasst das Mehrstufengetriebe 10 ein zweites Schaltelement 58, welches dazu ausgebildet ist, das dritte Sonnenrad 40 an dem Gehäuse 16 festzulegen. Mit anderen Worten ist das dritte Sonnenrad 40 mittels des Schaltelements 58 drehfest mit dem Gehäuse 16 koppelbar. Da die Sonnenräder 30 und 40 permanent drehfest miteinander verbunden sind, kann auch das zweite Sonnenrad 30 mittels des
Schaltelements 58, insbesondere reversibel, mit dem Gehäuse 16 drehfest verbunden werden.
Außerdem ist der ersten Planetenträger 24 permanent drehfest mit dem dritten Hohlrad 42 verbunden, und das erste Sonnenrad 20 ist permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad 32 verbunden. Das Mehrstufengetriebe 10 weist außerdem ein drittes
Schaltelement 60 auf, welches dazu ausgebildet ist, das erste Sonnenrad 20 und somit das permanent drehfest mit dem Sonnenrad 20 verbundene Hohlrad 32 drehfest mit der Abtriebswelle und somit beispielsweise mit dem Planetenträger 44 zu verbinden. Ferner umfasst das Mehrstufengetriebe 10 ein viertes Schaltelemente 62, welches dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle 48 drehfest mit dem ersten Hohlrad 22 zu verbinden. Bei der ersten Ausführungsform weist das Mehrstufengetriebe 10 darüber hinaus ein Verblockungsschaltelement 64 auf, mittels welchem das Hohlrad 22 als ein erstes Bauelement des Planetenradsatzes 18 mit dem Sonnenrad 20 als ein zweites
Bauelement des Planetenradsatzes 18 verblockbar ist. Mit anderen Worten sind das Sonnenrad 20, das Hohlrad 22 und der Planetenträger 24 Bauelemente des
Planetenradsatzes 18, wobei bei der ersten Ausführungsform das Sonnenrad 20 und das Hohlrad 22 mittels des Verblockungsschaltelements 64 drehfest miteinander verbunden und dadurch miteinander verblockt werden können. Außerdem fungiert das
Verblockungsschaltelement 64 als ein fünftes Schaltelement 66 beziehungsweise das Verblockungsschaltelement 64 ist ein fünftes Schaltelement 66, mittels welchem, insbesondere über das Schaltelement 62, das Sonnenrad 20 drehfest mit der
Antriebswelle 48 verbunden werden kann.
Bei der ersten Ausführungsform umfasst das Mehrstufengetriebe 10 darüber hinaus eine elektrische Maschine 68, welche einen Stator 70 und einen Rotor 72 aufweist. Der Rotor 72 ist mittels des Stators 70 beispielsweise antreibbar und dadurch um die Drehachse 50, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 16, drehbar. Insbesondere treibt der Stator 70 den Rotor 72 in einem Motorbetrieb der elektrischen Maschine 68, welche in dem
Motorbetrieb als Elektromotor betrieben wird. In dem Motorbetrieb ist beispielsweise wenigstens ein Rad beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschine 68 elektrisch antreibbar. Der Rotor 72 ist dabei permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad 22 verbunden, sodass beispielsweise als
Antriebsmomente fungierende und von der elektrischen Maschine 68 über den Rotor 72 bereitgestellte Drehmomente über das Hohlrad 22 in das Mehrstufengetriebe 10 beziehungsweise in den ersten Planetenradsatz 18 eingeleitet werden können.
Bei der ersten Ausführungsform weist das Mehrstufengetriebe 10 eine P2-Hybridstruktur zur Realisierung eines sogenannten P2-Hybrids auf, sodass beispielsweise das
Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug und dabei als P2-Hybrid ausgebildet ist. Hierbei ist beispielsweise die Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 von der auch als Eingangswelle oder Getriebeeingangswelle bezeichneten Antriebswelle 48 abkoppelbar. Mit anderen Worten ist beispielsweise die Antriebswelle 48 von der Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Kupplungseinrichtung antreibbar, welche zwischen einem Koppelzustand und einem Entkoppelzustand umschaltbar ist. In dem Koppelzustand ist beispielsweise die Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 mit der
Antriebswelle 48 gekoppelt, sodass die Antriebswelle 48 von der Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 antreibbar ist. In dem Entkoppelzustand ist jedoch die Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 von der Antriebswelle 48 entkoppelt beziehungsweise abgekoppelt. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug rein elektrisch mittels der elektrischen Maschine 68 gefahren werden, ohne dass beispielsweise bei einer solchen rein elektrischen Fahrt die Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 von der Antriebswelle 48 angetrieben wird. Die Kupplungseinrichtung ist beispielsweise zusätzlich zu dem Schaltelement 62 vorgesehen, oder aber das Schaltelement 62 ist die zuvor genannte Kupplungseinrichtung. Ist das Schaltelement 62 geöffnet, so wird beispielsweise bei einer rein elektrischen Fahrt die Antriebswelle 48 nicht von der elektrischen Maschine 68 angetrieben, sodass die
Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 bei einer rein elektrischen Fahrt nicht angetrieben wird.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Mehrstufengetriebes 10. Die zweite
Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten
Ausführungsform, dass die Antriebswelle 48 permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad 22 verbunden ist. Bei der ersten Ausführungsform weist das Mehrstufengetriebe 10, insbesondere genau, fünf Schaltelemente auf. Ein erstes der fünf Schaltelemente ist das Schaltelement 56, ein zweites der fünf Schaltelemente ist das Schaltelement 58, ein drittes der fünf Schaltelemente ist das Schaltelement 60, ein viertes der fünf
Schaltelemente ist das Schaltelement 62 und das fünfte Schaltelement ist durch das Schaltelement 66 beziehungsweise durch das Verblockungsschaltelement 64 gebildet. Demgegenüber weist das Mehrstufengetriebe 10 bei der zweiten Ausführungsform vier, insbesondere genau vier, Schaltelemente auf. Ein erstes der vier Schaltelemente ist das Schaltelement 56, ein zweites der vier Schaltelemente ist das Schaltelement 58 und ein drittes der vier Schaltelemente ist das Schaltelement 60. Das vierte Schaltelement der zweiten Ausführungsform ist durch das Schaltelement 66 beziehungsweise durch das Verblockungsschaltelement 64 gebildet. Dabei ist auch bei der zweiten Ausführungsform mittels des Schaltelements 66 das erste Sonnenrad 20 drehfest mit der Antriebswelle 48 verbindbar beziehungsweise das Sonnenrad 20 und das Hohlrad 22 sind mittels des Schaltelements 66 beziehungsweise mittels des Verblockungsschaltelements 64 drehfest miteinander verbindbar, sodass das Verblockungsschaltelement 64 das vierte der vier Schaltelemente ist.
Da bei der zweiten Ausführungsform das Schaltelement 62 entfällt, ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als P1 -Hybrid ausgebildet beziehungsweise das Mehrstufengetriebe 10 weist eine P1 -Hybridstruktur auf, da beispielsweise die Abtriebswelle der Antriebseinheit 12 nicht abkoppelbar, sondern beispielsweise permanent drehfest mit der Antriebswelle 48 und somit mit dem Hohlrad 22 verbunden ist. Schließlich zeigt Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, insbesondere als Alternative zu dem bezüglich Fig. 1 beschriebenen P2-Hybriden. Wie die erste Ausführungsform umfasst die dritte Ausführungsform, insbesondere genau, fünf Schaltelemente, wobei sich die dritte Ausführungsform insbesondere dadurch auszeichnet, dass zwar das fünfte Schaltelement 66 vorgesehen ist, mittels welchem die Antriebswelle 48 drehfest mit dem Sonnenrad 20 verbindbar ist, und dass auch das vierte Schaltelemente 62 vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle 48 drehfest mit dem ersten Hohlrad 22 zu verbinden, dass jedoch erst eine Gesamtheit des Schaltelementes 66 und des vierten
Schaltelementes 62 als das Verblockungsschaltelement 64 wirken. Auch die dritte Ausführungsform weist somit ein Verblockungsschaltelement 64 auf, welches seinerseits das vierte Schaltelement 62 und das fünfte Schaltelement 66 aufweist.
Bezugszeichenliste
10 Mehrstufengetriebe
12 Antriebseinheit
14 Pfeil
16 Gehäuse
18 erster Planeten radsatz
20 erstes Sonnenrad
22 erstes Hohlrad
24 erster Planetenträger
26 erstes Planetenrad
28 zweiter Planetenradsatz
30 zweites Sonnenrad
32 zweites Hohlrad
34 zweiter Planetenträger
36 zweites Planeten rad
38 dritter Planeten radsatz
40 drittes Sonnenrad
42 drittes Hohlrad
44 dritter Planetenträger
46 drittes Planetenrad
48 Antriebswelle
50 Drehachse
52 Abtriebswelle
54 Pfeil
56 erstes Schaltelement
58 zweites Schaltelement
60 drittes Schaltelement
62 viertes Schaltelement
64 Verblockungsschaltelement
66 fünftes Schaltelement
68 elektrische Maschine
70 Stator
72 Rotor

Claims

Patentansprüche
1 . Mehrstufengetriebe (10), mit einem Gehäuse (16), mit einer Antriebswelle (48), mit einer Abtriebswelle (52), mit einem in dem Gehäuse (16) angeordneten ersten Planetenradsatz (18), welcher ein erstes Sonnenrad (20), ein erstes Hohlrad (22) und einen ersten Planetenträger (24) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (16) angeordneten zweite Planetenradsatz (28), welcher ein zweites Sonnenrad (30), ein zweites Hohlrad (32) und einen zweiten Planetenträger (34) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (16) angeordneten dritten Planetenradsatz (38), welcher ein permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (30) verbundenes drittes Sonnenrad (40), ein drittes Hohlrad (42) und einen permanent drehfest mit der Abtriebswelle (52) verbundenen dritten
Planetenträger (44) aufweist, und mit wenigstens vier Schaltelementen (56, 58, 60, 62, 64, 66), von welchen ein erstes der Schaltelemente (56, 58, 60, 62, 64, 66) dazu ausgebildet ist, den zweiten Planetenträger (34) an dem Gehäuse (16) festzulegen,
wobei ein zweites der Schaltelemente (56, 58, 60, 62, 64, 66) dazu ausgebildet ist, das dritte Sonnenrad (40) an dem Gehäuse (16) festzulegen,
wobei der erste Planetenträger (24) permanent drehfest mit dem dritten Hohlrad
(42) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Sonnenrad (20) permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad (32) verbunden ist.
2. Mehrstufengetriebe (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes der Schaltelemente (56, 58, 60, 62, 64, 66) dazu ausgebildet ist, das erste Sonnenrad (20) drehtest mit der Abtriebswelle (52) zu verbinden.
3. Mehrstufengetriebe (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebswelle (48) permanent drehtest mit dem ersten Hohlrad (22) verbunden ist.
4. Mehrstufengetriebe (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein viertes der Schaltelemente (56, 58, 60, 62, 64, 66) dazu ausgebildet ist, die Antriebswelle (48) drehtest mit dem ersten Hohlrad (22) zu verbinden.
5. Mehrstufengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem ersten Planetenradsatz (18) ein Verblockungsschaltelement (64) zugeordnet ist, mittels welchem wenigstens zwei Bauelemente des ersten Planetenradsatzes (18) miteinander verblockbar sind.
6. Mehrstufengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein fünftes Schaltelement (66) vorgesehen ist, mittels welchem das erste Sonnenrad (20) drehfest mit der Antriebswelle (48) verbindbar ist.
7. Mehrstufengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine elektrische Maschine (68) vorgesehen ist, deren Rotor (72) permanent drehfest mit dem ersten Hohlrad (22) verbunden ist.
8. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Mehrstufengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1505723A1 (de) 1966-04-21 1970-07-02 Daimler Benz Ag Planetenraeder-Wechselgetriebe fuer Kraftfahrzeuge
DE2065393A1 (de) * 1969-04-30 1973-08-09 Nissan Motor Planetenwechselgetriebe mit vier saetzen
DE102005005033A1 (de) 2004-02-10 2005-09-08 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Getriebe mit breitem Übersetzungsverhältnis und drei miteinander verbundenen Planetenradsätzen
US20060068966A1 (en) 2004-09-28 2006-03-30 Donald Klemen Multi-speed planetary transmission
DE102011006940A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb für ein Fahrzeug

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1505724A1 (de) 1966-04-21 1970-08-06 Daimler Benz Ag Planetenraeder-Wechselgetriebe,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE1555205A1 (de) 1967-02-03 1971-02-04 Daimler Benz Ag Planetenraeder-Wechselgetriebe insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE1555207A1 (de) 1967-02-03 1971-01-14 Daimler Benz Ag Planetenraeder-Wechselgetriebe,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
GB1308004A (en) * 1969-04-30 1973-02-21 Nissan Motor Change speed gear train arrangements
DE2021368A1 (de) 1970-04-30 1970-11-12 Nissan Motor Getriebe
DE2038600C2 (de) * 1970-08-04 1983-03-31 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Gangwechselgetriebe für Fahrzeuge
JPH0882352A (ja) * 1994-09-09 1996-03-26 Jatco Corp 遊星歯車式変速装置
DE19910299C1 (de) 1999-03-10 2001-04-19 Daimler Chrysler Ag Planetenräder-Wechselgetriebe mit drei Teilgetrieben
US6648790B2 (en) 2002-02-25 2003-11-18 General Motors Corporation Family of multi-speed transmission mechanisms having three planetary gear sets and six torque-transmitting devices
KR100610791B1 (ko) * 2004-09-01 2006-08-09 현대자동차주식회사 자동변속기의 6속 파워트레인
US6988972B2 (en) 2004-03-24 2006-01-24 General Motors Corporation Wide ratio transmissions having three planetary gear sets and three brakes
US7387586B2 (en) 2006-03-24 2008-06-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Three planetary electrically variable transmissions with mechanical reverse
JP4827823B2 (ja) * 2007-11-29 2011-11-30 ジヤトコ株式会社 自動変速機
WO2013146030A1 (ja) 2012-03-28 2013-10-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機装置
DE102015223291A1 (de) 2015-11-25 2017-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1505723A1 (de) 1966-04-21 1970-07-02 Daimler Benz Ag Planetenraeder-Wechselgetriebe fuer Kraftfahrzeuge
DE2065393A1 (de) * 1969-04-30 1973-08-09 Nissan Motor Planetenwechselgetriebe mit vier saetzen
DE102005005033A1 (de) 2004-02-10 2005-09-08 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Getriebe mit breitem Übersetzungsverhältnis und drei miteinander verbundenen Planetenradsätzen
US20060068966A1 (en) 2004-09-28 2006-03-30 Donald Klemen Multi-speed planetary transmission
DE102011006940A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb für ein Fahrzeug

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