DE102008015934A1

DE102008015934A1 - Achtgang-Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE102008015934A1
Application number: DE102008015934A
Authority: DE
Inventors: Andrew W. Saline Phillips; James M. Belleville Hart; Scott H. Ypsilanti Wittkopp; Clinton E. Monroe Carey; Madhusudan West Bloomfield Raghavan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: CN101275642A; US8241169B2; US20110287885A1; CN101275642B; DE102008015934B4; US20110294618A1; US20080242489A1; US8241168B2; US8016712B2

Abstract

Es ist ein Automatikgetriebe vorgesehen, das ein Antriebselement, ein Abtriebselement, vier Planetenradsätze, mehrere Kopplungselemente und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist. Jeder der Planetenradsätze umfasst ein erstes, zweites und drittes Element. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen können entweder Kupplungen oder Bremsen sein.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/909,116, die am 30. März 2007 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
GEBIET
Die Erfindung betrifft allgemein ein Mehrgangautomatikgetriebe, das mehrere Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist, und genauer ein Achtgang-Automatikgetriebe, das vier Planetenradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweist.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und können Stand der Technik bilden oder nicht.
Ein typisches Mehrgang-Automatikgetriebe benutzt eine Kombination aus Reibkupplungen, Planetenradanordnungen und festen Verbindungen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Die Anzahl und physikalische Anordnung der Planetenradsätze im Allgemeinen werden durch den Bauraum, die Kosten und die gewünschten Drehzahlverhältnisse oder Gänge vorgeschrieben.
Obgleich gegenwärtige Automatikgetriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf nach neuen und verbesserten Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend gibt es einen Bedarf nach einem verbesserten, kosteneffektiven, kompakten Mehrgang-Automatikgetriebe.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen. Das Getriebe weist ein Antriebselement, ein Abtriebselement und einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz auf. Die Planetenradsätze weisen jeweils ein erstes, zweites und drittes Element auf. Ein erstes Verbindungselement verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement verbindet das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes. Ein drittes Verbindungselement verbindet das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes. Ein viertes Verbindungselement verbindet das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes. Fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen sind selektiv einrückbar, um eines der ersten Elemente, der zweiten Elemente und der dritten Elemente mit zumindest einem anderen der ersten Elemente, der zweiten Elemente, der dritten Elemente und dem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine erste der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine zweite der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine dritte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine vierte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine fünfte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar, um das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente des ersten, zweiten und vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes Sonnenräder, die zweiten Elemente des ersten und dritten Planetenradsatzes und die dritten Elemente des zweiten und vierten Planetenradsatzes sind Träger, und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten und vierten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes sind Hohlräder.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ersten Elemente des ersten, zweiten und vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes Sonnenräder, die zweiten Elemente des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes sind Träger, und die dritten Elemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des vierten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes sind Hohlräder.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das feststehende Element ein Getriebegehäuse.
Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine andere Ausführungsform eines Getriebes vorgesehen. Das Getriebe umfasst ein Antriebselement, ein Abtriebselement und vier Planetenradsätze, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen. Das Antriebselement ist ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden, und das Abtriebselement ist ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden. Ein erstes Verbindungselement verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement verbindet das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes. Ein drittes Verbindungselement verbindet das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes. Ein viertes Verbindungselement verbindet das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes. Eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung ist selektiv einrückbar, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung ist selektiv einrückbar, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden. Eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung ist selektiv einrückbar, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden. Eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung ist selektiv einrückbar, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden. Eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung ist selektiv einrückbar, um das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen auf das gleiche Bauteil, Element oder Merkmal verweisen.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist ein Hebeldiagramm einer ersten Ausführungsform eines Achtgang-Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Ansicht der ersten Ausführungsform des Achtgang-Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmoment übertragenden Kupplungen und Bremsen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 1 und 2 veranschaulichten Automatikgetriebes darstellt;
4 ist ein Hebeldiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Achtgang-Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform des Achtgang-Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
6 ist eine Wahrheitstabelle, die den Einrückungszustand der verschiedenen Drehmoment übertragenden Kupplungen und Bremsen in jedem der verfügbaren Vorwärts- und Rückwärtsgänge oder -übersetzungsverhältnisse des in den 4 und 5 veranschaulichten Automatikgetriebes darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht begrenzen.
Zu Beginn ist festzustellen, dass in dem besonderen bereitgestellten Beispiel das Achtgang-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von permanenten mechanischen Verbindungen zwischen den Elementen der vier Planetenradsätze aufweist. Ein erstes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem ersten Bauteil oder Element eines zweiten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein drittes Bauteil oder Element eines ersten Planetenradsatzes ist permanent mit einem dritten Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element des zweiten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element des dritten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein zweites Bauteil oder Element eines dritten Planetenradsatzes ist permanent mit einem zweiten Bauteil oder Element eines vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
Nun unter Bezugnahme auf 1 ist eine erste Ausführungsform eines Achtgang-Automatikgetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis des jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, um ein geeignetes Verhältnis und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Wenn die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger auf Masse festgelegt. Eine weitergehende Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen ist in der Druckschrift SAE Paper 810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Genford und Leising zu finden, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollständig durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Das Automatikgetriebe 10 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 12, eine Abtriebswelle oder ein Abtriebselement 22, einen ersten Planetenradsatz 14 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 14A, einem zweiten Knoten 14B und einem dritten Knoten 14C, einen zweiten Planetenradsatz 16 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 16A, einem zweiten Knoten 16B und einem dritten Knoten 16C, einen dritten Planetenradsatz 18 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 18A, einem zweiten Knoten 18B und einem dritten Knoten 18C, und einen vierten Planetenradsatz 20 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 20A, einem zweite Knoten 20B und einem dritten Knoten 20C. Der erste Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem ersten Knoten 16A des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Der dritte Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14 ist mit dem dritten Knoten 18C des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt. Der zweiten Knoten 16B des zweiten Planetenradsatzes 16 ist mit dem zweiten Knoten 18B des dritten Planetenradsatzes 18 gekoppelt und mit dem zweiten Knoten 20B des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt.
Die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist mit dem dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 gekoppelt. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 ist mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20 gekoppelt. Eine erste Kupplung 26 verbindet den dritten Knoten 16C des zweiten Planetenradsatzes 16 selektiv mit dem dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14. Eine zweite Kupplung 28 verbindet den ersten Knoten 14A des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem dritten Knoten 14C des ersten Planetenradsatzes 14, und eine dritte Kupplung 30 verbindet den zweiten Knoten 14B des ersten Planetenradsatzes 14 selektiv mit dem dritten Knoten 20C des vierten Planetenradsatzes 20. Eine erste Bremse 32 verbindet den ersten Knoten 18A des dritten Planetenradsatzes 18 selektiv mit Masse, und eine zweite Bremse 34 verbindet den ersten Knoten 20A des vierten Planetenradsatzes 20 selektiv mit Masse.
Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Stickdiagramm ein schematisches Layout der ersten Ausführungsform des Achtganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplungen, Brem sen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen. Genauer umfasst der erste Planetenradsatz 14 ein erstes Sonnenrad 14A, ein erstes Hohlrad 14C und einen ersten Planetenträger 14B, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 14D umfasst. Der zweite Planetenradsatz 16 umfasst ein zweites Sonnenrad 16A, ein zweites Hohlrad 16B und einen zweiten Planetenträger 16C, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 16D umfasst. Der dritte Planetenradsatz 18 umfasst ein drittes Sonnenrad 18C, ein drittes Hohlrad 18A und einen dritten Planetenträger 18B, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 18D umfasst. Der vierte Planetenradsatz 20 umfasst ein viertes Sonnenrad 20A, ein viertes Hohlrad 20B und einen vierten Planetenträger 20C, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 20D umfasst.
Die Antriebswelle oder das Antriebselement 12 ist mit dem zweiten Planetenträger 16C gekoppelt und treibt diesen direkt an. Eine erste Welle oder ein erstes Verbindungselement 42 koppelt das zweite Hohlrad 16B mit dem dritten Planetenträger 18B. Eine zweite Welle oder ein zweites Verbindungselement 44 koppelt das zweite Sonnenrad 16A mit dem ersten Sonnenrad 14A. Eine dritte Welle oder ein drittes Verbindungselement 46 verbindet das erste Hohlrad 14C mit dem dritten Sonnenrad 18C. Eine vierte Welle oder eine viertes Verbindungselement 48 koppelt den dritten Planetenträger 18B mit dem vierten Hohlrad 20B. Die erste Kupplung 26 koppelt den zweiten Planetenträger 16C selektiv mit dem dritten Verbindungselement 46. Die zweite Kupplung 28 koppelt das erste Hohlrad 14C selektiv mit dem ersten Sonnenrad 14A, und die dritte Kupplung 30 koppelt den ersten Planetenträger 14B selektiv mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 22. Eine fünfte Welle oder ein fünftes Verbindungsele ment 50 koppelt die erste Bremse 32 mit dem dritten Hohlrad 18A. Die erste Bremse 32 koppelt das dritte Hohlrad 18A selektiv mit Masse. Eine sechste Welle oder ein sechstes Verbindungselement 52 koppelt das vierte Sonnenrad 20A mit der zweiten Bremse 34. Die zweite Bremse 34 koppelt das vierte Sonnenrad 20A selektiv mit Masse. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 ist mit dem vierten Planetenträger 20C gekoppelt und wird von diesem angetrieben.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform des Achtgang-Automatikgetriebes 10 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Automatikgetriebe 10 in der Lage ist, Drehmoment von der Antriebswelle oder dem Antriebselement 12 auf die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 22 in acht Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einer oder mehreren der Kupplungen oder Bremsen erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 3 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Kupplungen und Bremsen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Automatikgetriebes 10 anzupassen.
Zum Herstellen von Übersetzungsverhältnissen werden für jeden Gangzustand drei Kupplungselemente eingerückt. Die eingerückten Kupplungen sind jeweils in jeder Zeile durch ein "X" dargestellt. Um beispielsweise den Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Bremse 32, die zweite Bremse 34 und die dritte Kupplung 30 eingerückt oder aktiviert. Die erste Bremse 32 legt das dritte Hohlrad 18A auf Masse fest, und die zweite Bremse 34 legt das vierte Sonnenrad 20A auf Masse fest. Die dritte Kupplung 30 verbindet den ersten Planetenträger 148 mit dem vierten Planetenträger 20C. Gleichermaßen werden die acht Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungseinrückung gemäß 3 erreicht.
Nun 4 zugewandt, ist ein Hebeldiagramm für eine zweite Ausführungsform eines Achtgang-Automatikgetriebes 100 veranschaulicht. Das Automatikgetriebe 100 umfasst eine Antriebswelle oder ein Antriebselement 112, einen ersten Planetenradsatz 114 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 114A, einem zweiten Knoten 114B und einem dritten Knoten 114C, einen zweiten Planetenradsatz 116 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 116A, einem zweiten Knoten 116B und einem dritten Knoten 116C, einen dritten Planetenradsatz 118 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 118A, einem zweiten Knoten 118B und einem dritten Knoten 118C, einen vierten Planetenradsatz 120 mit drei Knoten: einem ersten Knoten 120A, einem zweiten Knoten 120B und einem dritten Knoten 120C, und eine Abtriebswelle oder ein Abtriebselement 122. Der erste Knoten 114A des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 gekoppelt. Der dritte Knoten 114C des ersten Planetenradsatzes 114 ist mit dem dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt. Der zweiten Knoten 116B des zweiten Planetenradsatzes 116 ist mit dem zweiten Knoten 118B des dritten Planetenradsatzes 118 gekoppelt und mit dem zweiten Knoten 120B des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt.
Die Antriebswelle oder das Antriebselement 112 ist mit dem zweiten Knoten 114B des ersten Planetenradsatzes 114 gekoppelt. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 122 ist mit dem dritten Knoten 120C des vierten Planetenradsatzes 120 gekoppelt. Eine erste Kupplung 126 verbindet die Antriebswelle oder das Antriebselement 112 selektiv mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Eine zweite Kupplung 128 verbindet den dritten Knoten 118C des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit dem ersten Knoten 120A des vierten Planetenradsatzes 120. Eine dritte Kupplung 130 verbindet den ersten Knoten 118A des dritten Planetenradsatzes 118 selektiv mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 122. Eine erste Bremse 132 verbindet den dritten Knoten 116C des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit Masse, und eine zweite Bremse 134 verbindet den ersten Knoten 116A des zweiten Planetenradsatzes 116 selektiv mit Masse.
Nun unter Bezugnahme auf 5 stellt ein Stickdiagramm ein schematisches Layout der zweiten Ausführungsform des Achtganggetriebes 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 5 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 4 übernommen. Die Kupplungen, Bremsen und Kopplungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planetenradsätze nun als Bauteile von Planetenradsätzen, wie Sonnenräder, Hohlräder, Planetenräder und Planetenradträger, erscheinen. Genauer umfasst der erste Planetenradsatz 114 ein erstes Sonnenrad 114A, ein erstes Hohlrad 114C und einen ersten Planetenträger 114B, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 114D umfasst. Der zweite Planetenradsatz 116 umfasst ein zweites Sonnenrad 116A, ein zweites Hohlrad 116C und einen zweiten Planetenträger 116B, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 116D umfasst. Der dritte Planetenradsatz 118 umfasst ein drittes Sonnenrad 118C, ein drittes Hohlrad 118A und einen dritten Planetenträger 118B, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 118D umfasst. Der vierte Planetenradsatz 120 umfasst ein viertes Sonnenrad 120A, ein viertes Hohlrad 120B und einen vierten Planetenträger 120C, der mehrere drehbar daran angeordnete Planetenräder 120D umfasst.
Die Antriebswelle oder das Antriebselement 112 ist mit dem ersten Planetenträger 114B gekoppelt und treibt diesen direkt an. Eine erste Welle oder ein erstes Verbindungselement 142 koppelt den zweiten Planetenträger 116B mit dem dritten Planetenträger 118B. Eine zweite Welle oder ein zweites Verbindungselement 144 koppelt das zweite Sonnenrad 116A mit dem ersten Sonnenrad 114A. Eine dritte Welle oder ein drittes Verbindungselement 146 koppelt das erste Hohlrad 114C mit dem dritten Sonnenrad 118C. Eine vierte Welle oder eine viertes Verbindungselement 148 koppelt den dritten Planetenträger 118B mit dem vierten Hohlrad 120B. Eine fünfte Welle oder ein fünftes Verbindungselement 149 koppelt das vierte Sonnenrad 120A mit der ersten Kupplung 126 und mit der zweiten Kupplung 128. Die erste Kupplung 126 koppelt den ersten Planetenträger 114B selektiv mit dem vierten Sonnenrad 120A, und die zweite Kupplung 128 koppelt das dritte Verbindungselement 146 und das dritte Sonnenrad 118C selektiv mit dem vierten Sonnenrad 120A. Eine sechste Welle oder ein sechstes Verbindungselement 150 koppelt die erste Bremse 132 mit dem zweiten Hohlrad 116C. Die erste Bremse 132 koppelt das zweite Hohlrad 116C selektiv mit Masse. Eine siebte Welle oder ein siebtes Verbindungselement 152 koppelt das zweite Sonnenrad 116A mit der zweiten Bremse 134. Die zweite Bremse 134 koppelt das zweite Sonnenrad 116A selektiv mit Masse. Die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 122 ist mit dem vierten Planetenträger 120C gekoppelt und wird von diesem angetrieben, und ist mit der dritten Kupplung 130 gekoppelt. Die dritte Kupplung 130 koppelt das dritte Hohlrad 118A selektiv mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 122.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform des Achtgang-Automatikgetriebes 100 beschrieben. Es ist festzustellen, dass das Automatikgetriebe 100 in der Lage ist, Drehmoment von der Antriebswelle oder dem Antriebselement 112 auf die Abtriebswelle oder das Abtriebselement 122 in acht Vorwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnissen und einem Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis zu übertragen. Jedes Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -drehmomentverhältnis wird durch Einrückung von einer oder mehreren der Kupplungen oder Bremsen erzielt, wie es nachstehend erläutert wird. 6 ist eine Wahrheitstabelle, die die verschiedenen Kombinationen von Kupplungen und Bremsen darstellt, die aktiviert oder eingerückt werden, um die verschiedenen Gangzustände zu erreichen. Tatsächliche numerische Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Gangzustände sind ebenfalls dargestellt, obwohl festzustellen ist, dass diese Zahlenwerte nur beispielhaft sind, und dass sie über beträchtliche Bereiche eingestellt werden können, um sich verschiedenen Anwendungen und Betriebskriterien des Automatikgetriebes 100 anzupassen.
Zum Herstellen von Übersetzungsverhältnissen werden für jeden Gangzustand drei Kupplungselemente eingerückt. Die eingerückten Kupplungen oder Bremsen sind jeweils in jeder Zeile durch ein "X" dargestellt. Um beispielsweise den Rückwärtsgang herzustellen, werden die erste Bremse 132, die zweite Bremse 134 und die dritte Kupplung 130 eingerückt oder aktiviert. Die erste Bremse 132 legt das zweite Hohlrad 116C auf Masse fest, und die zweite Bremse 134 legt das zweite Sonnenrad 116A und das erste Sonnenrad 114A auf Masse fest, und die dritte Kupplung 130 verbindet das dritte Hohlrad 118A mit der Abtriebswelle oder dem Abtriebselement 122. Gleichermaßen werden die acht Vorwärtsgänge durch unterschiedliche Kombinationen einer Kupplungseinrückung gemäß 6 erreicht.
Es ist festzustellen, dass die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise und der Gangzustände des Achtgang-Automatikgetriebes 100 zuallererst von der Annahme ausgeht, dass alle in einem gegebenen Gangzustand nicht speziell genannten Kupplungen und Bremsen inaktiv oder ausgerückt sind, und zweitens während Gangschaltvorgängen, d. h. Wechseln des Gangzustands, zwischen zumindest benachbarten Gangzuständen, eine in beiden Gangzuständen eingerückte oder aktivierte Kupplung oder Bremse eingerückt oder aktiviert bleiben wird.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Gedanken der Erfindung abweichen, sollen im Schutzumfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als Abweichung vom Geist und Schutzumfang der Erfindung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Druckschrift SAE Paper 810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis" von Genford und Leising [0026]

Claims

Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; und fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen, die selektiv einrückbar sind, um eines der ersten Elemente, der zweiten Elemente und der dritten Elemente mit zumindest einem anderen der ersten Elemente, der zweiten Elemente, der dritten Elemente und dem feststehenden Element zu verbinden; und wobei die Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumin dest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei eine erste der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei eine zweite der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei eine dritte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei eine vierte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei eine fünfte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei eine erste der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei eine zweite der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 8, wobei eine dritte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei eine vierte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 10, wobei eine fünfte der fünf Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv einrückbar ist, um das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die ersten Elemente des ersten, zweiten und vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes Sonnenräder sind, die zweiten Elemente des ersten und dritten Planetenradsatzes und die dritten Elemente des zweiten und vierten Planetenradsatzes Träger sind, und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten und vierten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die ersten Elemente des ersten, zweiten und vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes Sonnenräder sind, die zweiten Elemente des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes Träger sind, und die dritten Elemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des vierten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Antriebselement ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das Antriebselement ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das erste Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und/oder dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des vierten Planetenradsatzes mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden; eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das erste Element des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 17, wobei die ersten Elemente des ersten, zweiten und vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes Sonnenräder sind, die zweiten Elemente des ersten und dritten Pla netenradsatzes und die dritten Elemente des zweiten und vierten Planetenradsatzes Träger sind und das dritte Element des ersten Planetenradsatzes und das zweite Element des zweiten und vierten Planetenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 17, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das dritte Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das das zweite Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbindet; eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des dritten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das erste Element des dritten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden; eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden; und eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das erste Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe nach Anspruch 20, wobei die ersten Elemente des ersten, zweiten und vierten Planetenradsatzes und das dritte Element des dritten Planetenradsatzes Sonnenräder sind, die zweiten Elemente des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes und das dritte Element des vierten Planetenradsatzes Träger sind, und die dritten Elemente des ersten und zweiten Planetenradsatzes und das zweite Element des vierten Pla netenradsatzes und das erste Element des dritten Planetenradsatzes Hohlräder sind.
Getriebe nach Anspruch 20, wobei das feststehende Element ein Getriebegehäuse ist.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem Träger des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das den Träger des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbindet; eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um den Träger des zweiten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem Hohlrad des ersten Plane tenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und/oder das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und/oder dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes zu verbinden; eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um den Träger des vierten Planetenradsatzes mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden; eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit einem feststehenden Element zu verbinden; und eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.
Getriebe, umfassend: ein Antriebselement; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, die jeweils ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad aufweisen, wobei das Antriebselement ständig mit dem Träger des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein drittes Verbindungselement, das den Träger des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem Träger des dritten Planetenradsatzes verbindet; ein viertes Verbindungselement, das den Träger des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes verbindet; eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um den Träger des ersten Planetenradsatzes und/oder das Antriebselement mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes zu verbinden; eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Träger des vierten Planetenradsatzes und/oder dem Abtriebselement zu verbinden; eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden; und eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit dem feststehenden Element zu verbinden, und wobei die Drehmomentübertragungseinrichtungen selektiv in Kombinationen von zumindest dreien einrückbar sind, um zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest einen Rückwärtsgang zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herzustellen.