DE102014205048A1 - Multi-stage automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Mehrstufen-Automatgetriebe in Planetenbauweise mit Antriebswelle (AN), Abtriebswelle (AB), vier Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3, RS4) und sieben Schaltelementen (A bis G). Eine erste Koppelwelle (3) verbindet den ersten Planetenradsatz (RS1) ständig mit dem vierten Planetenradsatz (RS4), eine zweite Koppelwelle (5) verbindet den zweiten Planetenradsatz (RS2) ständig mit dem dritten Planetenradsatz (RS3), eine dritte Koppelwelle (6) verbindet den dritten Planetenradsatz (RS3) ständig mit dem ersten Planetenradsatz (RS1). Die Antriebswelle (AN) ist ständig mit dem vierten Planetenradsatz (RS4) verbunden, die Abtriebswelle (AB) ständig mit dem dritten Planetenradsatz (RS3). Der erste Planetenradsatz (RS1) ist mit drei Schaltelementen (A, B, D) direkt verbunden, der zweite Planetenradsatz (RS2) mit fünf Schaltelementen (C, D, E, F, G), der dritte Planetenradsatz (RS3) mit zwei Schaltelementen (C, D), der vierte Planetenradsatz (RS4) mit fünf Schaltelementen (A, C, E, F, G). Die Antriebswelle (AN) ist mit zwei Schaltelementen (C, G) direkt verbunden. Die Abtriebswelle (AB) ist mit keinem Schaltelement direkt verbunden.The invention relates to a multi-stage automatic transmission in planetary design with drive shaft (AN), output shaft (AB), four planetary gear sets (RS1, RS2, RS3, RS4) and seven switching elements (A to G). A first coupling shaft (3) continuously connects the first planetary gearset (RS1) to the fourth planetary gearset (RS4), a second coupling shaft (5) connects the second planetary gearset (RS2) to the third planetary gearset (RS3), a third coupling shaft (6). connects the third planetary gear set (RS3) constantly with the first planetary gear set (RS1). The drive shaft (AN) is constantly connected to the fourth planetary gear set (RS4), the output shaft (AB) to the third planetary gear set (RS3). The first planetary gear set (RS1) is directly connected to three switching elements (A, B, D), the second planetary gear set (RS2) with five switching elements (C, D, E, F, G), the third planetary gear set (RS3) with two switching elements (C, D), the fourth planetary gear set (RS4) with five switching elements (A, C, E, F, G). The drive shaft (AN) is directly connected to two switching elements (C, G). The output shaft (AB) is not directly connected to any switching element.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrstufen-Automatgetriebe in Planetenbauweise, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The present invention relates to a multi-stage automatic transmission in planetary construction, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of
Automatisch schaltbare Fahrzeuggetriebe in Planetenbauweise im Allgemeinen sind im Stand der Technik bereits vielfach beschrieben und unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung und Verbesserung. So sollen diese Getriebe eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen sowie einen Rückwärtsgang und eine für Kraftfahrzeuge sehr gut geeignete Übersetzung mit einer hohen Gesamtspreizung, günstigen Stufensprüngen und eine für den Anwendungsfall hinreichend große Anfahrübersetzung aufweisen. Außerdem sollen diese Getriebe einen möglichst geringen Bauaufwand, insbesondere eine geringe Anzahl an Schaltelementen erfordern und bei sequentieller Schaltweise so genannte Gruppenschaltungen vermeiden, so dass bei Schaltungen in den nächstfolgend höheren oder nächstfolgend niedrigeren Gang jeweils nur ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen wird. Automatically switchable vehicle transmissions in planetary construction in general are already widely described in the prior art and are subject to permanent development and improvement. So these transmissions should have a sufficient number of forward gears and a reverse gear and a very suitable for motor vehicles translation with a high overall spread, favorable increments and a sufficiently large for the application starting ratio. In addition, these transmissions are the lowest possible construction costs, in particular require a small number of switching elements and avoid sequential switching so-called group circuits, so that in circuits in the next higher or next lower gear only one previously closed switching element opened and closed a previously opened switching element becomes.
Ein derartiges Mehrgang-Automatgetriebe geht beispielsweise aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrstufengetriebe der eingangs genannten Art mit insgesamt vier Planetenradsätzen weiterzuentwickeln. Dabei soll das Getriebe vorrangig eine hohe Gangzahl aufweisen, ohne das zugrundliegende Basisgetriebe substantiell stark verändern und die Baulänge stark vergrößern zu müssen. The present invention has for its object to further develop a multi-speed transmission of the type mentioned above with a total of four planetary gear sets. In this case, the transmission should primarily have a high number of gears without substantially changing the underlying base gear substantially and having to greatly increase the overall length.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Automatgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. This object is achieved by an automatic transmission with the features of
Demnach wird ein Automatgetriebe in Planetenbauweise vorgeschlagen, welches eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, vier einzelne Planetenradsätze und mehrere Schaltelemente aufweist, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle bewirken. Die vier einzelnen Planetenradsätze sind über drei Koppelwellen miteinander verbunden, wobei die erste Koppelwelle den ersten Planetenradsatz ständig mit dem vierten Planetenradsatz verbindet, die zweite Koppelwelle den zweiten Planetenradsatz ständig mit dem dritten Planetenradsatz verbindet, und die dritte Koppelwelle den dritten Planetenradsatz ständig mit dem ersten Planetenradsatz verbindet. Die Antriebswelle ist ständig mit dem vierten Planetenradsatz verbunden, während die Abtriebswelle ständig mit dem dritten Planetenradsatz verbunden ist. Accordingly, an automatic transmission is proposed in planetary design, which has a drive shaft, an output shaft, four individual planetary gear sets and a plurality of switching elements whose selective engagement cause different ratios between the drive shaft and output shaft. The four individual planetary gear sets are interconnected via three coupling shafts, wherein the first coupling shaft continuously connects the first planetary gear set with the fourth planetary gear set, the second coupling shaft continuously connects the second planetary gear set with the third planetary gear set, and the third coupling shaft continuously connects the third planetary gear set with the first planetary gear set combines. The drive shaft is constantly connected to the fourth planetary gear set while the output shaft is constantly connected to the third planetary gear set.
Hinsichtlich der Ankoppelung der Schaltelemente an die Planetenradsätze ist bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz mit drei der Schaltelemente direkt verbunden ist, dass der zweite Planetenradsatz mit fünf der Schaltelemente direkt verbunden ist, dass der dritte Planetenradsatz mit zwei der Schaltelemente direkt verbunden ist, und dass der vierte Planetenradsatz mit fünf der Schaltelemente direkt verbunden ist. Hinsichtlich der Ankoppelung der Schaltelemente an Antrieb und Abtrieb des Getriebes ist vorgesehen, dass die Antriebswelle mit zwei der Schaltelemente direkt verbunden ist, und dass die Abtriebswelle mit keinem der Schaltelemente direkt verbunden ist. With regard to the coupling of the switching elements to the planetary gear sets is provided in the automatic transmission according to the invention that the first planetary gear is directly connected to three of the switching elements, that the second planetary gear set is directly connected to five of the switching elements, that the third planetary gear set is directly connected to two of the switching elements , And that the fourth planetary gear set is directly connected to five of the switching elements. With regard to the coupling of the switching elements to the drive and output of the transmission is provided that the drive shaft is directly connected to two of the switching elements, and that the output shaft is not directly connected to any of the switching elements.
Dabei ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an einen Planetenradsatz zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen diesem Planetenradsatzelement und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. Here, the term "directly connected" in connection with the coupling of a switching element to a planetary gear to understand that the input or output element of the respective switching element is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly to one of the elements of the respective planetary gear, so it always gives a fixed speed relationship between this Planetenradsatzelement and the input and output element of this switching element.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an eine Welle ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit der jeweiligen Welle verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. In connection with the coupling of a switching element to a shaft is to be understood by the phrase "directly connected" that the input or output element of the respective switching element is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly to the respective shaft, so that there is always a fixed speed relationship between this shaft and the input or output element of this switching element is.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Planetenradsatzes an einen anderen Planetenradsatz ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ zu verstehen, dass eines der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen anderen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. In connection with the coupling of a planetary gear set to another planetary gear is under the phrase "directly connected" to understand that one of the elements of each planetary gear set is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly with one of the elements of the other planetary gear set, so it always There is a fixed speed relationship between this shaft and the input and output element of this switching element.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Schaltelementes an eine Welle ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit der jeweiligen Welle verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. In connection with the coupling of a switching element to a shaft is to be understood by the phrase "directly connected" that the input or output element of the respective switching element is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly to the respective shaft, so that there is always a fixed speed relationship between this shaft and the input or output element of this switching element is.
Im Zusammenhang mit der Ankoppelung eines Planetenradsatzes an einen anderen Planetenradsatz ist unter der Formulierung „direkt verbunden“ zu verstehen, dass eines der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar mit einem der Elemente des jeweiligen anderen Planetenradsatzes verbunden ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen dieser Welle und dem Eingangs- bzw. Ausgangselement dieses Schaltelementes gibt. In connection with the coupling of a planetary gear set to another planetary gear is under the phrase "directly connected" to understand that one of the elements of each planetary gear set is connected via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly with one of the elements of the other planetary gear set, so it always There is a fixed speed relationship between this shaft and the input and output element of this switching element.
Damit weist das erfindungsgemäße Automatgetriebe gegenüber dem Stand der Technik eine vollkommen eigenständige Kinematik auf. Thus, the automatic transmission according to the invention over the prior art on a completely independent kinematics.
Alle vier Planetenradsätze weisen jeweils drei Elemente auf, nämlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenradträger mit daran drehbar gelagerten Planetenrädern. Die im Folgenden für die Bezeichnung der Elemente der Planetenradsätze verwendete Nummerierung orientiert sich an der Kinematik des Radsatzsystems und nicht nach dem geometrischen Aufbau der Planetenradsätze. Wenn also in einem Ausführungsbeispiel das „drittes Element“ eines der Planetenradsätze beispielsweise als Hohlrad ausgebildet ist, bedeutet dies nicht, das auch das jeweilige „dritte Element“ der anderen Planetenradsätze ebenfalls als Hohlrad ausgebildet sein müssen. All four planetary gear sets each have three elements, namely a sun gear, a ring gear and a planet carrier with rotatably mounted planetary gears. The numbering used below for the designation of the elements of the planetary gear sets is based on the kinematics of the wheelset system and not on the geometric structure of the planetary gear sets. So if in one embodiment, the "third element" of one of the planetary gear sets, for example, is formed as a ring gear, this does not mean that the respective "third element" of the other planetary gear sets must also be designed as a ring gear.
Alle vier Planetenradsätze können als so genannte Minus-Planetenradsätze ausgeführt sein, deren jeweilige Planetenräder mit Sonnenrad und Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes kämmen. All four planetary gear sets can be designed as a so-called minus planetary gear sets, their respective planet gears mesh with sun gear and ring gear of the respective planetary gear set.
Alternativ zu der Ausführung des Radsatzsystems mit vier einzelnen Minus-Planetenradsätzen können einzelne der Minus-Planetenradsätze durch einen so genannten Plus-Planetenradsatz ersetzt sein. Bekanntlich weist ein Plus-Planetenradsatz einen Planetenradträger („Steg“) mit daran drehbar gelagerten inneren und äußeren Planetenrädern auf, wobei jedes der inneren Planetenräder mit jeweils einem äußeren Planetenrad und mit dem Sonnenrad des Plus-Planetenradsatzes kämmt, während jedes der äußeren Planetenräder mit jeweils einem inneren Planetenrad und mit dem Hohlrad des Plus-Planetenradsatzes kämmt. Alternativ zu der Ausführung des Radsatzsystems mit vier einzelnen Minus-Planetenradsätzen können auch mehrere der Minus-Planetenradsätze durch Plus-Planetenradsätze ersetzt sein. As an alternative to the design of the wheelset system with four individual minus planetary gear sets, individual ones of the minus planetary gear sets may be replaced by a so-called plus planetary gearset. As is well known, a positive planetary gearset includes a planet carrier ("land") having inner and outer planetary gears rotatably mounted thereon, each of the inner planetary gears meshing respectively with an outer planetary gear and the sun gear of the plus planetary gear while each of the outer planetary gears mesh with, respectively an inner planetary gear and meshes with the ring gear of the plus planetary gear set. As an alternative to the design of the wheelset system with four individual minus planetary gear sets also several of the negative planetary gear sets may be replaced by plus planetary gear sets.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Automatgetriebe sieben Schaltelemente. Vorzugsweise ist
- • das erste Schaltelement mit dem ersten und vierten Planetenradsatz direkt verbunden,
- • das zweite Schaltelement mit dem ersten Planetenradsatz direkt verbunden,
- • das dritte Schaltelement mit dem zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz und der Antriebswelle direkt verbunden,
- • das vierte Schaltelement mit dem ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz direkt verbunden,
- • das fünfte Schaltelement mit dem zweiten und vierten Planetenradsatz direkt verbunden,
- • das sechste Schaltelement mit dem zweiten und vierten Planetenradsatz direkt verbunden, und
- • das siebte Schaltelement mit dem zweiten und vierten Planetenradsatz und mit der Antriebswelle direkt verbunden.
- The first shift element is directly connected to the first and fourth planetary gearsets,
- The second switching element directly connected to the first planetary gear set,
- The third shift element is directly connected to the second, third and fourth planetary gear set and the drive shaft,
- The fourth shifting element is directly connected to the first, second and third planetary gearsets,
- The fifth shifting element is directly connected to the second and fourth planetary gearsets,
- The sixth shift element is directly connected to the second and fourth planetary gear sets, and
- • The seventh switching element with the second and fourth planetary gear and directly connected to the drive shaft.
Unter der Formulierung „direkt verbunden“ ist wiederum zu verstehen, dass das Eingangs- oder Ausgangselement des jeweiligen Schaltelementes über eine drehfeste oder drehelastischen Verbindung unmittelbar an eines der Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes angekoppelt ist, sodass es stets eine feste Drehzahlbeziehung zwischen diesem Planetenradsatzelement und diesem Eingangs- bzw. Ausgangselement gibt. The term "directly connected" is again to be understood that the input or output element of the respective switching element is coupled via a rotationally fixed or torsionally elastic connection directly to one of the elements of the respective planetary gear set, so there is always a fixed speed relationship between this Planetenradsatzelement and this input - or output element gives.
Vorzugsweise ist das vierte Schaltelement mit dem fünften Schaltelement direkt verbunden. Vorzugsweise ist das fünfte Schaltelement auch mit dem sechsten Schaltelement direkt verbunden. Preferably, the fourth switching element is directly connected to the fifth switching element. Preferably, the fifth switching element is also directly connected to the sixth switching element.
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung können die einzelne oder mehrere der folgenden Merkmale vorgesehen sein:
- • Das erste und zweite Schaltelement sind beide direkt mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden.
- • Der zweite Planetenradsatz ist durch gleichzeitiges Schließen von zwei der Schaltelemente – insbesondere durch gleichzeitiges Schließen des fünften und sechsten Schaltelementes – verblockbar. Im verblockten Zustand sind die Drehzahlen von Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad dieses Planetenradsatzes bekanntlich identisch.
- • Die erste Koppelwelle verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des vierten Planetenradsatzes.
- • Die zweite Koppelwelle verbindet das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes.
- • Die dritte Koppelwelle verbindet das dritte Element des dritten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes.
- • Die Antriebswelle ist ständig mit dem zweiten Element des vierten Planetenradsatzes verbunden.
- • Die Abtriebswelle ist ständig mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden.
- • The first and second switching elements are both directly connected to a housing of the gearbox.
- The second planetary gear set is blockable by simultaneously closing two of the switching elements, in particular by simultaneously closing the fifth and sixth switching elements. In the locked state, the speeds of the sun gear, planet carrier and ring gear of this planetary are known to be identical.
- • The first coupling shaft connects the first element of the first planetary gear set constantly with the first element of the fourth planetary gear set.
- • The second coupling shaft connects the third element of the second planetary gear set constantly with the first element of the third planetary gear set.
- • The third coupling shaft connects the third element of the third planetary gear set constantly with the second element of the first planetary gear set.
- • The drive shaft is constantly connected to the second element of the fourth planetary gear set.
- • The output shaft is constantly connected to the second element of the third planetary gear set.
Folgende Merkmale weiterer Ausgestaltungen der Erfindung beziehen sich auf die Ankoppelung der einzelnen Schaltelemente in den Kraftfluss des Getriebes:
- • Das erste Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes und dem Gehäuse angeordnet sein.
- • Das zweite Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und dem Gehäuse angeordnet sein.
- • Das dritte Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes und der Antriebswelle angeordnet sein.
- • Das vierte Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes angeordnet sein.
- • Das fünfte Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes angeordnet sein.
- • Das sechste Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und dem dritten Element des vierten Planetenradsatzes angeordnet sein.
- • Das siebte Schaltelement kann im Kraftfluss zwischen dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes und der Antriebswelle angeordnet sein.
- • The first switching element may be arranged in the power flow between the first element of the first planetary gear set and the housing.
- • The second switching element may be arranged in the power flow between the third element of the first planetary gear set and the housing.
- • The third switching element may be arranged in the power flow between the first element of the third planetary gear set and the drive shaft.
- The fourth switching element can be arranged in the power flow between the second element of the second planetary gear set and the second element of the third planetary gear set.
- • The fifth switching element may be arranged in the power flow between the second element of the second planetary gear set and the third element of the fourth planetary gear set.
- • The sixth switching element may be arranged in the power flow between the first element of the second planetary gear set and the third element of the fourth planetary gear set.
- • The seventh switching element may be arranged in the power flow between the second element of the second planetary gear set and the drive shaft.
Das erste Element des ersten Planetenradsatzes ist vorzugsweise als Sonnenrad ausgebildet. Ist der erste Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgeführt, so ist dessen zweites Element vorzugsweise als Planetenradträger ausgebildet und dessen drittes Element als Hohlrad. Ist der erste Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, so ist dessen zweites Element vorzugsweise als Hohlrad ausgebildet und dessen drittes Element entsprechend als Steg. The first element of the first planetary gear set is preferably formed as a sun gear. If the first planetary gear set is designed as a minus planetary gear set, its second element is preferably designed as a planet carrier and its third element as a ring gear. If the first planetary gear set is designed as a plus planetary gear set, then its second element is preferably formed as a ring gear and the third element corresponding to a web.
Das erste Element des zweiten Planetenradsatzes ist vorzugsweise als Sonnenrad ausgebildet. Ist der zweite Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgeführt, so ist dessen zweites Element vorzugsweise als Planetenradträger ausgebildet und dessen drittes Element als Hohlrad. Ist der zweite Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, so ist dessen zweites Element vorzugsweise als Hohlrad ausgebildet und dessen drittes Element entsprechend als Steg. The first element of the second planetary gear set is preferably formed as a sun gear. If the second planetary gear set is designed as a minus planetary gear set, its second element is preferably designed as a planet carrier and its third element as a ring gear. If the second planetary gear set is designed as a plus planetary gear set, then its second element is preferably formed as a ring gear and the third element corresponding to a web.
Das erste Element des dritten Planetenradsatzes ist vorzugsweise als Sonnenrad ausgebildet, das zweite Element des dritten Planetenradsatzes vorzugsweise als Planetenradträger, das dritte Element des dritten Planetenradsatzes vorzugsweise als Hohlrad. The first element of the third planetary gear set is preferably designed as a sun gear, the second element of the third planetary gear set preferably as a planet carrier, the third element of the third planetary gear set preferably as a ring gear.
Das erste Element des vierten Planetenradsatzes ist vorzugsweise als Sonnenrad ausgebildet. Ist der vierte Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgeführt, so ist dessen zweites Element vorzugsweise als Planetenradträger ausgebildet und dessen drittes Element als Hohlrad. Ist der vierte Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, so ist dessen zweites Element vorzugsweise als Hohlrad ausgebildet und dessen drittes Element entsprechend als Steg. The first element of the fourth planetary gear set is preferably formed as a sun gear. If the fourth planetary gear set is designed as a minus planetary gear set, its second element is preferably designed as a planet carrier and its third element as a ring gear. If the fourth planetary gear set is designed as a plus planetary gear set, then its second element is preferably formed as a ring gear and the third element corresponding to a web.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe sind in jedem Gang vorzugsweise zumindest vier der Schaltelemente geschlossen, während in jedem Gang vorzugsweise maximal drei der Schaltelemente nicht geschlossen sind. Bei einem Wechsel von einem Gang in den nachfolgend höheren oder niedrigeren Gang wird jeweils nur eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente geöffnet und ein zuvor offenes Schaltelement geschlossen, sodass beim sequenziellen Hoch- und Zurückschalten Gruppenschaltungen vermieden werden. In the transmission according to the invention, preferably at least four of the shift elements are closed in each gear, while in each gear preferably a maximum of three of the shift elements are not closed. When changing from a gear in the subsequent higher or lower gear only one of the previously closed switching elements is opened and a previously open switching element is closed so that in sequential upshifting and downshifting group circuits are avoided.
Um beispielsweise elf Vorwärtsgänge und beispielsweise einen Rückwärtsgang darzustellen, kann ein derartiges Getriebes folgende Schaltlogik bzw. Ganglogik aufweisen:
- • Im ersten Vorwärtsgang sind das erste, zweite, sechste und siebte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im zweiten Vorwärtsgang sind das erste, zweite, dritte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im dritten Vorwärtsgang sind das erste, zweite, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im vierten Vorwärtsgang sind das zweite, dritte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im fünften Vorwärtsgang sind das zweite, vierte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im sechsten Vorwärtsgang sind das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im siebten Vorwärtsgang sind das zweite, dritte, vierte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im achten Vorwärtsgang sind das dritte, vierte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im neunten Vorwärtsgang sind das erste, dritte, vierte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im zehnten Vorwärtsgang sind das erste, dritte, vierte und fünfte Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im elften Vorwärtsgang sind das erste, vierte, fünfte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • Im Rückwärtsgang sind das erste, zweite, vierte und sechste Schaltelement geschlossen bzw. drehmomentübertragend.
- • In the first forward gear, the first, second, sixth and seventh switching element are closed or torque transmitting.
- In the second forward gear, the first, second, third and sixth shifting elements are closed or transmit torque.
- In the third forward gear, the first, second, fifth and sixth shifting elements are closed or transmit torque.
- • In the fourth forward gear, the second, third, fifth and sixth shift element are closed or torque transmitting.
- • In the fifth forward gear, the second, fourth, fifth and sixth shift element are closed or torque transmitting.
- • In the sixth forward gear, the second, third, fourth and fifth shift element are closed or torque transmitting.
- • In the seventh forward gear, the second, third, fourth and sixth switching element are closed or torque transmitting.
- • In the eighth forward gear, the third, fourth, fifth and sixth shift elements are closed or torque-transmitting.
- • In the ninth forward gear, the first, third, fourth and sixth shift element are closed or torque transmitting.
- • In the tenth forward gear, the first, third, fourth and fifth shift element are closed or torque transmitting.
- • In the eleventh forward gear, the first, fourth, fifth and sixth shift elements are closed or torque-transmitting.
- • In reverse, the first, second, fourth and sixth shift element are closed or torque transmitting.
Hinsichtlich der räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze im Gehäuse des Automatgetriebes wird in einer Ausgestaltung vorgeschlagen, alle vier Planetenradsätze koaxial zueinander nebeneinander in der definierten Reihenfolge „erster, vierter, zweiter, dritter Planetenradsatz“ anzuordnen, wodurch es möglich ist, alle Kupplungen in einfacher Weise leckagearm mit dem zur hydraulischen Betätigung erforderlichen Druckmittel zu versorgen. Für eine Anwendung mit koaxial zueinander verlaufender Antriebs- und Abtriebswelle ist es in diesem Fall zweckmäßig, dass der erste Planetenradsatz der dem Antrieb des Automatgetriebes zugewandte Planetenradsatz der Planetenradsatzgruppe ist. In einer anderen Ausgestaltung wird hinsichtlich der räumlichen Anordnung der vier Planetenradsätze im Gehäuse des Automatgetriebes vorgeschlagen, alle vier Planetenradsätze koaxial zueinander nebeneinander in der definierten Reihenfolge „zweiter, vierter, erster, dritter Planetenradsatz“ anzuordnen, wobei es in diesem Fall für eine Anwendung in einem Fahrzeug mit so genanntem „Standard-Antrieb“ zweckmäßig ist, den zweiten Planetenradsatz der Antriebsseite des Automatgetriebes zuzuwenden, während es für eine Anwendung in einem Fahrzeug mit so genanntem „Front-Quer-Antrieb“ zweckmäßig ist, den dritten Planetenradsatz der Antriebsseite des Automatgetriebes zuzuwenden. With regard to the spatial arrangement of the four planetary gear sets in the housing of the automatic transmission is proposed in an embodiment, all four planetary gear coaxial with each other side by side in the defined order "first, fourth, second, third planetary gear" to order, which makes it possible, all couplings in a simple way lickagearm to supply the necessary pressure for hydraulic actuation pressure medium. For an application with coaxially extending drive and output shaft, it is expedient in this case that the first planetary gear set of the drive of the automatic transmission facing planetary gear is the planetary gear set. In another embodiment, it is proposed with respect to the spatial arrangement of the four planetary gear sets in the housing of the automatic transmission, all four planetary gear coaxial with each other in the order defined "second, fourth, first, third planetary gear" to arrange, in which case for an application in a Vehicle with so-called "standard drive" is appropriate to turn to the second planetary gear set the drive side of the automatic transmission, while it is appropriate for an application in a vehicle with so-called "front-transverse drive", the third planetary gear set the drive side of the automatic transmission ,
Alle vorgeschlagenen Ausführungen und Ausgestaltungen für ein Automatgetriebe gemäß der Erfindung weisen insbesondere für Personenkraftwagen in der Praxis brauchbare Übersetzungen mit sehr großer Gesamtspreizung in hinsichtlich der Fahrbarkeit vertretbarer Gangabstufung auf, was sich auf den angestrebt niedrigen Kraftstoffverbrauch positiv auswirkt. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Automatgetriebe durch eine gemessen an der Gangzahl geringe Anzahl an Schaltelementen und einen vergleichsweise geringen Bauaufwand aus. Weiterhin ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe in allen Gängen ein guter Wirkungsgrad, einerseits infolge geringer Schleppverluste, da in jedem Gang jeweils stets vier der Schaltelemente im Eingriff sind, andererseits auch infolge geringer Verzahnungsverluste in den einfach aufgebauten Einzel-Planetenradsätzen. All proposed embodiments and embodiments of an automatic transmission according to the invention have in particular for passenger cars in practice useful translations with very large overall spread in terms of driveability acceptable grading, which has a positive effect on the desired low fuel consumption. In addition, the automatic transmission according to the invention is characterized by a small number of switching elements measured on the number of gears and a comparatively low construction cost. Furthermore, results in the automatic transmission according to the invention in all gears good efficiency, on the one hand due to low towing losses, as in each gear always four of the switching elements are engaged, on the other hand due to low Verzahnungsverluste in the simple design single planetary gear sets.
In vorteilhafter Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Automatgetriebe möglich, ein Anfahren des Kraftfahrzeugs sowohl mit einem getriebeexternen Anfahrelement als auch mit einem getriebeinternen Reibschaltelement zu realisieren. Ein getriebeexternes Anfahrelement kann in an sich bekannter Weise beispielsweise als hydrodynamischer Wandler, als so genannte trockene Anfahrkupplung, als so genannte nasse Anfahrkupplung, als Magnetpulverkupplung oder als Fliehkraftkupplung ausgebildet sein. Alternativ zur Anordnung eines derartigen Anfahrelement in Kraftflussrichtung zwischen Antriebsmotor und Getriebe kann das getriebeexterne Anfahrelement in Kraftflussrichtung auch hinter dem Getriebe angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Antriebswelle des Getriebes ständig verdrehfest oder verdrehelastisch mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist. Als getriebeinternes Anfahrelement eignen sich zum einen die beiden Bremsen, insbesondere diejenige Bremse, die in den Vorwärtsgängen eins bis sechs und im Rückwärtsgang betätigt wird, zum anderen auch diejenige Kupplung, die in den Vorwärtsgängen eins bis vier und im Rückwärtsgang betätigt wird. Advantageously, it is possible with the automatic transmission according to the invention to realize a start of the motor vehicle both with a gear-external starting element and with a transmission-internal friction switching element. A gear-external starting element can be configured in a manner known per se, for example as a hydrodynamic converter, as a so-called dry starting clutch, as a so-called wet starting clutch, as a magnetic powder clutch or as a centrifugal clutch. As an alternative to the arrangement of such a starting element in the power flow direction between the drive motor and gearbox, the gear-external starting element can also be arranged behind the transmission in the direction of the flow of force, in which case the drive shaft of the transmission is connected to the crankshaft of the drive motor in a rotationally fixed or rotationally elastic manner. As a gear-internal starting element are on the one hand, the two brakes, in particular that brake which is operated in the forward gears one to six and in reverse, on the other hand, the one clutch which is operated in the forward gears one to four and in reverse.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Automatgetriebe derart konzipiert, dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Triebstrangausgestaltungen sowohl in Kraftflussrichtung als auch in räumlicher Hinsicht ermöglicht wird. So können sich bei gleichem Getriebeschema, je nach Standgetriebeübersetzung der einzelnen Planetensätze, unterschiedliche Gangsprünge ergeben, so dass eine anwendungs- bzw. fahrzeugspezifische Variation ermöglicht wird. Weiterhin ist es ohne besondere konstruktive Maßnahmen möglich, Antrieb und Abtrieb des Getriebes wahlweise koaxial oder achsparallel zueinander anzuordnen. Auf der Antriebsseite oder auf der Abtriebsseite des Getriebes können ein Achsdifferential und/oder ein Verteilerdifferential angeordnet werden. Es ist zudem möglich, an jeder geeigneten Stelle des Mehrstufengetriebes zusätzliche Freiläufe vorzusehen, beispielsweise zwischen einer Welle und dem Gehäuse oder um zwei Wellen gegebenenfalls zu verbinden. Auch kann auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle oder auf der Abtriebswelle, eine verschleißfreie Bremse, wie z.B. ein hydraulischer oder elektrischer Retarder oder dergleichen, angeordnet sein, welche insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist. Auch kann zum Antrieb von zusätzlichen Aggregaten auf jeder Welle, bevorzugt auf der Antriebswelle oder der Abtriebswelle, ein Nebenabtrieb vorgesehen sein. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Automatgetriebes besteht darin, dass an jeder Welle zusätzlich eine elektrische Maschine als Generator und/oder als zusätzliche Antriebsmaschine anbringbar ist. In addition, the automatic transmission according to the invention is designed such that an adaptability to different drive train configurations is made possible both in the power flow direction as well as in space. Thus, with the same transmission scheme, depending on the stationary gear ratio of the individual planetary gear sets, different gear jumps result, so that an application- or vehicle-specific variation is made possible. Furthermore, it is possible without special design measures to arrange drive and output of the transmission either coaxially or axially parallel to each other. On the drive side or on the output side of the transmission, an axle differential and / or a distributor differential can be arranged. It is also possible to provide additional freewheels, for example, between a shaft and the housing or optionally to connect two shafts at any suitable point of the multi-speed transmission. Also, on each shaft, preferably on the drive shaft or on the output shaft, a wear-free brake, such as a hydraulic or electric retarder or the like, be arranged, which is particularly important for use in commercial vehicles of particular importance. Also may be provided to drive additional units on each shaft, preferably on the drive shaft or the output shaft, a power take-off. Another advantage of the automatic transmission according to the invention is that on each shaft In addition, an electric machine can be attached as a generator and / or as an additional drive machine.
Die eingesetzten Schaltelemente können als lastschaltende Kupplungen oder Bremsen ausgebildet sein. Insbesondere können kraftschlüssige Kupplungen oder Bremsen, wie z.B. Lamellenkupplungen, Bandbremsen und/oder Konuskupplungen, verwendet werden. Als Schaltelemente können aber auch formschlüssige Bremsen und/oder Kupplungen, wie z.B. Synchronisierungen oder Klauenkupplungen eingesetzt werden. The switching elements used can be designed as a load-shifting clutches or brakes. In particular, non-positive clutches or brakes, such as e.g. Multi-plate clutches, band brakes and / or cone clutches are used. As switching elements but also positive brakes and / or clutches, such. Synchronizations or jaw clutches are used.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Gleiche bzw. vergleichbare Bauteile sind dabei auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings by way of example. Identical or comparable components are also provided with the same reference numerals. Show it:
In
Inklusive Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB weist das erfindungsgemäße Automatgetriebe insgesamt neun drehbare Wellen auf, die mit 1 bis 9 bezeichnet sind. Including drive shaft AN and output shaft AB, the automatic transmission according to the invention has a total of nine rotatable shafts, which are designated 1 to 9.
Die Schaltelemente A und B sind als Bremsen ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel beide als reibschlüssig schaltbare Lamellenbremse ausgeführt sind, in einer anderen Ausgestaltung auch als reibschlüssig schaltbare Bandbremse oder beispielsweise auch als formschlüssig schaltbare Klauen- oder Konusbremse ausgeführt sein können. Die Schaltelemente C, D, E, F und G sind als Kupplungen ausgebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel alle als reibschlüssig schaltbare Lamellenkupplung ausgeführt sind, in einer anderen Ausgestaltung beispielsweise auch als formschlüssig schaltbare Klauen- oder Konuskupplung ausgeführt sein können. Mit diesen insgesamt sechs Schaltelementen A bis G ist ein selektives Schalten von neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang realisierbar, was später anhand
Hinsichtlich der Kopplung der einzelnen Elemente der vier Planetenradsätze RS1, RS2, RS3, RS4 untereinander und zur Antriebs- und Abtriebswelle AN, AB ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Hinsichtlich der Kopplung der sechs Schaltelemente A bis G an die so beschriebenen Wellen
In dem in
Im Prinzip ist die räumliche Anordnung der Schaltelemente innerhalb des Getriebes beliebig und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung des Getriebegehäuses GG begrenzt. Entsprechend ist die in
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Auch für die räumliche Anordnung der Kupplung G sei an dieser Stelle auf den beispielhaften Charakter der in
Wie aus
Wie aus
In
Die in
In dem
Die in
Wie in
Wie in
Aus dieser Anleitung heraus wird der Fachmann problemlos diejenige in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- erste Welle first wave
- 2 2
- zweite Welle second wave
- 3 3
- dritte Welle, erste Koppelwelle third wave, first coupling shaft
- 4 4
- vierte Welle fourth wave
- 5 5
- fünfte Welle, zweite Koppelwelle fifth shaft, second coupling shaft
- 6 6
- sechste Welle, dritte Koppelwelle sixth shaft, third coupling shaft
- 7 7
- siebte Welle seventh wave
- 8 8th
- achte Welle eighth wave
- 9 9
- neunte Welle ninth wave
- A A
- erstes Schaltelement, erste Bremse first switching element, first brake
- B B
- zweites Schaltelement, zweite Bremse second switching element, second brake
- C C
- drittes Schaltelement, erste Kupplung third switching element, first clutch
- D D
- viertes Schaltelement, zweite Kupplung fourth switching element, second clutch
- E e
- fünftes Schaltelement, dritte Kupplung fifth switching element, third clutch
- F F
- sechstes Schaltelement, vierte Kupplung sixth switching element, fourth clutch
- G G
- siebtes Schaltelement, fünfte Kupplung seventh switching element, fifth clutch
- AN AT
- Antriebswelle drive shaft
- AB FROM
- Abtriebswelle output shaft
- GG GG
- Gehäuse casing
- RS1 RS1
- erster Planetenradsatz first planetary gear set
- SO1 SO1
- Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes Sun gear of the first planetary gear set
- ST1 ST1
- Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes Planetary carrier of the first planetary gear set
- PL1 PL1
- Planetenräder des ersten Planetenradsatzes Planetary gears of the first planetary gear set
- HO1 HO1
- Hohlrad des ersten Planetenradsatzes Ring gear of the first planetary gear set
- RS2 RS2
- zweiter Planetenradsatz second planetary gear set
- SO2 SO2
- Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes Sun gear of the second planetary gear set
- ST2 ST2
- Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes Planet carrier of the second planetary gear set
- PL2 PL2
- Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes Planetary gears of the second planetary gear set
- HO2 HO2
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes Ring gear of the second planetary gear set
- RS3 RS3
- dritter Planetenradsatz third planetary gear set
- SO3 SO3
- Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes Sun gear of the third planetary gear set
- ST3 ST3
- Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes Planet carrier of the third planetary gear set
- PL3 PL3
- Planetenräder des dritten Planetenradsatzes Planetary gears of the third planetary gear set
- HO3 HO3
- Hohlrad des dritten Planetenradsatzes Ring gear of the third planetary gear set
- RS4 RS4
- vierter Planetenradsatz fourth planetary gear set
- SO4 SO4
- Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes Sun gear of the fourth planetary gear set
- ST4 ST4
- Planetenradträger des vierten Planetenradsatzes Planet carrier of the fourth planetary gear set
- PL4 PL4
- Planetenräder des vierten Planetenradsatzes Planetary gears of the fourth planetary gear set
- HO4 HO4
- Hohlrad des vierten Planetenradsatzes Ring gear of the fourth planetary gear set
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 8007394 B2 [0003] US8007394 B2 [0003]
- DE 102005002337 A1 [0046] DE 102005002337 A1 [0046]
Claims (32)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014205048.0A DE102014205048A1 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Multi-stage automatic transmission |
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DE102014205048.0A DE102014205048A1 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Multi-stage automatic transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014205048A1 true DE102014205048A1 (en) | 2015-09-24 |
Family
ID=54053551
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Citations (3)
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DE102005002337A1 (en) | 2005-01-17 | 2006-08-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Multi-speed transmission |
US8007394B2 (en) | 2008-01-25 | 2011-08-30 | GM Global Technology Operations LLC | Ten-speed transmission |
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-
2014
- 2014-03-19 DE DE102014205048.0A patent/DE102014205048A1/en not_active Withdrawn
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